【JAVA - 基础】之反射的原理与应用
一、反射简介
反射机制指的是程序在运行时能够获取自身的信息。在JAVA中,只要给定类的名字,那么就可以通过反射机制来获取类的所有信息。
1、反射的应用
- JDBC编程中的:Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver.class");
- 通过文件名找到项目中的文件;
- Hibernate、Struts、Dagger2等框架中都用到了反射机制。
2、反射的特点
- 优点:使用反射机制可以实现动态的创建对象和编译,体现出了很大的灵活性;
- 缺点:反射对性能有影响。
3、反射的原理
JAVA语言编译之后都会生成一个.class文件,而不是生成机器码。反射就是在程序编译之后,通过程序字节码文件找到某一个类、类中的方法以及属性等。
简单来说,反射是JAVA语言在运行的时候拥有的一项自观能力,其实现主要借助于以下四个类:
- Class:类的对象;
- Constructor:类的构造方法;
- Field:类中的属性对象;
- Method:类中的方法对象。
通过这四个类就可以找到并处理JAVA中的几乎所有东西了。
二、常用方法
1、获取类对象
- 通过类名获取Class对象:Class<?> c = Class.forName(“ClassName”);(这里的ClassName是完全的路径,需要包括包路径)
- 通过Class对象获得具体类对象:Object o = (Object) c.newInstance();
2、获取类中的构造方法
以下代码中的c是2.1中获得的Class<?>类型的变量
- 根据指定参数类型获取public构造方法:Constructor con = c.getConstructor(Class<?> … paramTypes);
- 获得所有public构造方法:Constructor[] cons = c.getConstructors();
- 根据指定参数类型获取任意访问权限的构造方法:Constructor con = c.getDeclaredConstructor(Class<?> … paramTypes);
- 获得所有任意访问权限的构造方法:Constructor[] cons = c.getDeclaredConstructors();
3、获取类中的方法
以下代码中的c是2.1中获得的Class<?>类型的变量
- 根据方法名和指定参数类型获取public方法:Method m = c.getMethod(String mName, Class<?> … paramTypes);
- 获得所有public方法:Method[] ms= c.getMethods();
- 根据方法名和指定参数类型获得任意访问权限的方法:Method m = c.getDeclaredMethod(String mName, Class<?> …paramTypes);
- 获得所有任意访问权限的方法:Method[] ms = c.getDeclaredMethods();
4、获取类中的变量
以下代码中的c是2.1中获得的Class<?>类型的变量
- 根据变量名获取public变量:Field f =c.getField(String name);
- 获得所有public变量:Field[] fs= c.getFields();
- 根据变量名获取所有任意访问权限的变量:Field f = c.getDeclaredField(String name);
- 获得所有任意访问权限的变量:Field[] fs = c.getDeclaredFields();
5、获取其他数据
- 获取类实现的所有接口:Class<?>[] interfaces = c.getInterfaces();
- 获取类继承的父类:Class<?> parent = c.getSuperclass();
- 获取修饰符:String modifier = Modifier.toString(X.getModifiers()); //X是类、方法、属性、构造方法等
- 获取方法的返回值类型:String returnType = m.getReturnType().getSimpleName();
- 获取属性的类型:String type = f.getType().getSimpleName();
- 获取名称:String name = X.getName(); //X是类、方法、属性、构造方法等
- 调用方法:m.invoke(clazz, Class<?> … paramTypes); //clazz是类对象
- 获取属性值:Object o = f.get(clazz); //clazz是类对象
三、代码演示
以下代码是目标类,我们的测试类会从这个类中取出各种数据做测试:
public class DemoClass { // public修饰的int类型的变量 public Integer publicInteger; // public修饰的String类型的变量 public String publicString; // private修饰的int类型的变量 protected Integer privateInteger; // private修饰的String类型的变量 protected String privateString; // public修饰的无参构造方法 public DemoClass() { this.publicInteger = 10; this.privateInteger = 20; this.publicString = "Public String"; this.privateString = "Private String"; } // public修饰的四个参数的构造方法,参数类型:int,String,int,String public DemoClass(Integer publicInteger, String publicString, Integer privateInteger, String privateString) { this.publicInteger = publicInteger; this.publicString = publicString; this.privateInteger = privateInteger; this.privateString = privateString; } // private修饰的两个参数的构造方法,参数类型:int,int protected DemoClass(Integer publicInteger, Integer privateInteger) { this.publicInteger = publicInteger; this.privateInteger = privateInteger; } // public修饰的无参的方法,返回int变量 public int getPublicInteger() { return publicInteger; } // public修饰的四个参数的方法,参数类型:int,int,String,String,无返回值 public void setParameters(Integer publicInteger, Integer privateInteger, String publicString, String privateString) { this.publicInteger = publicInteger; this.privateInteger = privateInteger; this.publicString = publicString; this.privateString = privateString; } // private修饰的两个参数的方法,参数类型:int,int,返回boolean类型的变量 protected boolean setSomeParams(Integer publicInteger, Integer privateInteger) { this.publicInteger = publicInteger; this.privateInteger = privateInteger; return true; } @Override public String toString() { return "DemoClass [publicInteger=" + publicInteger + ", publicString=" + publicString + ", privateInteger=" + privateInteger + ", privateString=" + privateString + "]"; } }
编写这个类需要注意的有以下几点:
- 变量和参数的类型、方法的返回值类型不能是int、float、double,必须是封装类Integer、Float、Double;
- 用private修饰的变量、方法和构造方法是不能通过反射获取的,使用其他修饰符都能获取到。
以下是测试类中的代码:
public class Test { public static void main(String[] args) { try { /** * 获取和类有关的数据 */ // 通过类名得到Class<?>对象 Class<?> clazz = Class.forName("com.itgungnir.testreflect.democlass.DemoClass"); System.out.println("Class Created"); // 获取这个类实现的接口 System.out.println("----------------------------------------------------------------------------"); Class<?>[] interfaces = clazz.getInterfaces(); if (interfaces.length == 0) { System.out.println("No Interfaces Implemented"); } // 获取这个类的父类 System.out.println("----------------------------------------------------------------------------"); Class<?> parent = clazz.getSuperclass(); System.out.println("Parent -----> " + parent.getName()); /** * 获取和构造方法有关的数据 */ // 通过Class<?>对象获取DemoClass类的对象 // newInstance()方法调用的是无参的构造方法,如果没有无参的构造方法,则会报错 System.out.println("----------------------------------------------------------------------------"); DemoClass c = (DemoClass) clazz.newInstance(); System.out.println(c.toString()); // 获取DemoClass对象中public修饰的无参构造方法 System.out.println("----------------------------------------------------------------------------"); Constructor<?> con1 = clazz.getConstructor(); c = (DemoClass) con1.newInstance(); System.out.println(c.toString()); // 获取DemoClass对象中public修饰的四个参数的构造方法,参数类型:Integer,String,Integer,String System.out.println("----------------------------------------------------------------------------"); Constructor<?> con2 = clazz.getConstructor(Integer.class, String.class, Integer.class, String.class); c = (DemoClass) con2.newInstance(100, "", 100, "aaa"); System.out.println(c.toString()); // 获取DemoClass对象中protected修饰的两个参数的构造方法,参数类型:Integer,Integer System.out.println("----------------------------------------------------------------------------"); Constructor<?> con3 = clazz.getDeclaredConstructor(Integer.class, Integer.class); c = (DemoClass) con3.newInstance(55, 66); System.out.println(c.toString()); // 获取DemoClass对象中所有public修饰的构造方法 System.out.println("----------------------------------------------------------------------------"); Constructor<?>[] cons1 = clazz.getConstructors(); c = (DemoClass) cons1[0].newInstance(0, "Hello", 111111, "World"); System.out.println(c.toString()); c = (DemoClass) cons1[1].newInstance(); System.out.println(c.toString()); // 获取DemoClass对象中所有任意访问权限的构造方法 System.out.println("----------------------------------------------------------------------------"); Constructor<?>[] cons2 = clazz.getDeclaredConstructors(); c = (DemoClass) cons2[0].newInstance(-1, -2); System.out.println(c.toString()); c = (DemoClass) cons2[1].newInstance(0, "Hello", 111111, "World"); System.out.println(c.toString()); c = (DemoClass) cons2[2].newInstance(); System.out.println(c.toString()); /** * 获取和变量有关的数据 */ // 获取DemoClass对象中public修饰的Integer类型的变量publicInteger // 获取属性值时传入的Object类型的参数是DemoClass类的对象 System.out.println("----------------------------------------------------------------------------"); Field f1 = clazz.getField("publicInteger"); System.out.println(f1.get(c)); // 获取DemoClass对象中public修饰的String类型的变量privateInteger System.out.println("----------------------------------------------------------------------------"); Field f2 = clazz.getDeclaredField("privateInteger"); System.out.println(f2.get(c)); // 获取DemoClass对象中public修饰的Integer类型的变量publicString System.out.println("----------------------------------------------------------------------------"); Field f3 = clazz.getField("publicString"); System.out.println(f3.get(c)); // 获取DemoClass对象中protected修饰的String类型的变量privateString System.out.println("----------------------------------------------------------------------------"); Field f4 = clazz.getDeclaredField("privateString"); System.out.println(f4.get(c)); // 获取DemoClass对象中所有public修饰的变量 System.out.println("----------------------------------------------------------------------------"); Field[] fs1 = clazz.getFields(); for (Field f : fs1) { System.out.println(Modifier.toString(f.getModifiers()) + " " + f.getType().getSimpleName() + " " + f.getName() + " = " + f.get(c) + ";"); } // 获取DemoClass对象中所有任意访问权限的变量 System.out.println("----------------------------------------------------------------------------"); Field[] fs2 = clazz.getDeclaredFields(); for (Field f : fs2) { System.out.println(Modifier.toString(f.getModifiers()) + " " + f.getType().getSimpleName() + " " + f.getName() + " = " + f.get(c) + ";"); } /** * 获取和方法有关的数据 */ // 获取DemoClass对象中public修饰的无参方法getPublicInteger,返回Integer类型变量 System.out.println("----------------------------------------------------------------------------"); Method m1 = clazz.getMethod("getPublicInteger"); System.out.println(m1.invoke(c)); // 获取DemoClass对象中public修饰的四个参数的方法setParameters,参数类型:Integer,Integer,String,String,无返回值 System.out.println("----------------------------------------------------------------------------"); Method m2 = clazz.getMethod("setParameters", Integer.class, Integer.class, String.class, String.class); m2.invoke(c, 111, 1111, "abc", "abcdef"); System.out.println(c.toString()); // 获取DemoClass对象中protected修饰的两个参数的方法setSomeParams,参数类型:Integer,Integer,返回boolean类型变量 System.out.println("----------------------------------------------------------------------------"); Method m3 = clazz.getDeclaredMethod("setSomeParams", Integer.class, Integer.class); System.out.println(m3.invoke(c, 0, 0)); // 获取DemoClass对象中所有public修饰的方法(包括Object类中的public方法) System.out.println("----------------------------------------------------------------------------"); Method[] ms1 = clazz.getMethods(); for (Method m : ms1) { System.out.println(Modifier.toString(m.getModifiers()) + " " + m.getReturnType().getSimpleName() + " " + m.getName() + "(){...}"); } // 获取DemoClass对象中所有任意访问权限的方法(所有自定义的方法) System.out.println("----------------------------------------------------------------------------"); Method[] ms2 = clazz.getDeclaredMethods(); for (Method m : ms2) { System.out.println(Modifier.toString(m.getModifiers()) + " " + m.getReturnType().getSimpleName() + " " + m.getName() + "(){...}"); } } catch (ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } catch (InstantiationException e) { e.printStackTrace(); } catch (IllegalAccessException e) { e.printStackTrace(); } catch (NoSuchMethodException e) { e.printStackTrace(); } catch (SecurityException e) { e.printStackTrace(); } catch (IllegalArgumentException e) { e.printStackTrace(); } catch (InvocationTargetException e) { e.printStackTrace(); } catch (NoSuchFieldException e) { e.printStackTrace(); } } }
要想得到不同的数据,只需要参照上面的代码进行编写即可。
唯一值得注意的是,当调用getFields()、getDeclaredFields()、getMethods()、getDeclaredMethods()、getConstructors()、getDeclaredConstructors()等能获取数组类型的结果的方法时,返回的数组中的方法、变量或构造方法的顺序和类中定义的顺序是反过来的!
以上就是对Java中反射的一些总结,希望对大家有帮助!