Java的反射机制

一、什么是反射？反射的作用(红色字)？

Java的反射（reflection）机制是指在程序的运行状态中，可以构造任意一个类的对象，可以判断任意一个对象所属的类，可以调用任意一个对象的属性和方法。这种动态获取程序信息以及动态调用对象的功能称为Java语言的反射机制。反射被视为动态语言的关键。

二.创建对象和反射创建对象的区别？(百度云)

Java中创建对象和反射创建对象的主要区别如下：

（1）创建方式不同：普通的创建对象是通过使用 new 关键字来创建，而反射创建对象是使用 Class 对象的 newInstance() 或 Constructor 类的 newInstance() 方法来创建对象。

（2）类型安全性不同：普通创建对象是在编译时进行类型检查(如果类不存在，则会抛出编译时异常)，因此它具有类型安全性。而反射创建对象是在运行时进行类型检查（如果类不存在，则会抛出运行时异常），因此它的类型安全性较差。

（3）访问权限不同：普通创建对象只能访问公共构造函数，而反射创建对象可以访问所有构造函数，包括私有构造函数。

（4）性能不同：反射创建对象比普通创建对象要慢一些，因为它需要在运行时进行类型检查和动态绑定。

（5）使用场景不同：反射创建对象通常用于需要动态创建对象的场景，例如在框架、插件等方面。普通创建对象则适用于大多数情况下，因为它具有更好的类型安全性和更高的性能。

总之，反射创建对象提供了更大的灵活性和动态性，但它的类型安全性和性能都比普通创建对象差。

反射原理？

Java在将.class字节码文件读入内存时，JVM将产生一个java.lang.Class对象代表该.class字节码文件，从该Class对象中可以获得类的许多基本信息，这就是反射机制。

三、反射常用方法解析

反射机制所需的类主要有java.lang包中的Class类和java.lang.reflet包中的Constructor类、Field类、Method类和Parameter类。Class类是一个比较特殊的类，它是反射机制的基础，Class类的对象表示正在运行的Java程序中的类或接口，类加载过程即是指JVM虚拟机把.class文件（字节码文件）中类信息加载进内存，并进行解析生成对应的java.lang.Class对象的过程。Class类没有公共构造方法，其对象是JVM在加载类时通过调用类加载器中的defineClass（）方法创建的，因此不能显式地创建一个Class对象。通过这个Class对象，才可以获得该对象的其他信息。

在Java中程序获得Class对象有如下3种方式：

（1）使用Class类的静态方法forName（String className），其中参数className表示所需类的全名。forName（String className）方法声明抛出ClassNotFoundException异常，因此调用该方法时必须捕获或抛出该异常。

 (2) 用类名调用该类的class属性来获得该类对应的Class对象，即“类名.class”。

（3）用对象调用getClass（）方法来获得该类对应的Class对象，即“对象.getClass（）”。该方法是Object类中的一个方法，因此所有对象调用该方法都可以返回所属类对应的Class对象。

补充说明:通过类的class属性获得该类所对应的Class对象，会使代码更安全，程序性能更好，因此大部分情况下建议使用第二种方式。但如果只获得一个字符串，例如获得String类对应的Class对象，则不能使用String.class方式，而是使用Class.forName（"java.lang.String"）。注意：如果要想获得基本数据类型的Class对象，可以使用对应的打包类加上.TYPE，例如，Integer.TYPE可获得int的Class对象，但要获得Integer.class的Class对象，则必须使用Integer.class。

获得class对象后，我们就可以通过class对象获得实际对象

//创建对象的实例，这里需要一个无参的构造函数

Demo obj=(Demo)demo1.newInstance();

常见方法介绍：

获得构造函数

Constructor getConstructor(Class[] params)  //根据指定参数获得public构造器

Constructor[] getConstructors()  //Demo4  获得public的所有构造器    

Constructor getDeclaredConstructor(Class[] params)  //根据指定参数获得public和非public的构造器

Constructor[] getDeclaredConstructors()  //获得public的所有构造器

获得类方法

Method getMethod(String name, Class[] params)  //根据方法名，参数类型获得方法

Method[] getMethods()   //获得所有的public方法 

Method getDeclaredMethod(String name, Class[] params) //根据方法名和参数类型，获得public和非public的方法

Method[] getDeclaredMethods()  //Demo6中 获得所有的public和非public方法

获得类中属性

Field getField(String name)   //根据变量名得到相应的public变量

Field[] getFields()  //获得类中所以public的方法       

Field getDeclaredField(String name) // Demo5中 根据方法名获得public和非public变量

Field[] getDeclaredFields()  //Demo6中 获得类中所有的public和非public变量

四、反射的使用应用场景

1) 工厂模式：Factory类中用反射的话，添加了一个新的类之后，就不需要再修改工厂类Factory了。

2) 动态代理模式。

3) 数据库JDBC中通过Class.forName(Driver).来获得数据库连接驱动。

4）Web服务器中利用反射调用了Sevlet的服务方法。

实战

WKD项目中根据单据类型使用策略类导出相应的模板数据，通过Class.forName(单据类型对应的类全名)，反射得到相应策略类。

五、综合实例分析

Person类

package reflect;

/**
 * @author 佛大Java程序员
 * @since 1.0.0
 */
public class Person {
    //两个私有属性
    private int age;
    private String name;
    public Person(){

    }
    public Person(int age, String name){
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}    

SuperMan类

package reflect;

/**
 * @author 佛大Java程序员
 * @since 1.0.0
 */
public class SuperMan extends Person implements ActionInterface {
    private boolean BlueBriefs;

    public void fly()
    {
        System.out.println("我是fly方法......");
    }

    public boolean isBlueBriefs() {
        return BlueBriefs;
    }
    public void setBlueBriefs(boolean blueBriefs) {
        BlueBriefs = blueBriefs;
    }

    @Override
    public void walk(int m) {
        System.out.println("我是walk方法，我的int值为：" + m );
    }
}

ActionInterface接口

package reflect;

/**
 * @author 佛大Java程序员
 * @since 1.0.0
 */
public interface ActionInterface {
    public void walk(int m);
}

Main类

package reflect;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;

/**
 * @author 佛大Java程序员
 * @since 1.0.0
 */
public class Main {
    /**
     * 为了看清楚Java反射部分代码，所有异常我都最后抛出来给虚拟机处理！
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        System.out.println("Demo1===============================================");
        //Demo1.  通过Java反射机制得到类的包名和类名
        Demo1();

        System.out.println("Demo2===============================================");
        //Demo2.  验证所有的类都是Class类的实例对象
        Demo2();

        System.out.println("Demo3===============================================");
        //Demo3.  通过Java反射机制，用Class 创建类对象[这也就是反射存在的意义所在]，无参构造
        Demo3();

        System.out.println("Demo4===============================================");
        //Demo4:  通过Java反射机制得到一个类的构造函数，并实现构造带参实例对象
        Demo4();

        System.out.println("Demo5===============================================");
        //Demo5:  通过Java反射机制操作成员变量, set 和 get
        Demo5();

        System.out.println("Demo6===============================================");
        //Demo6: 通过Java反射机制得到类的一些属性： 继承的接口，父类，函数信息，成员信息，类型等
        Demo6();

        System.out.println("Demo7===============================================");
        //Demo7: 通过Java反射机制调用类中方法
        Demo7();

        System.out.println("Demo8===============================================");
        //Demo8: 通过Java反射机制获得类加载器
        Demo8();

    }

    /**
     * Demo1: 通过Java反射机制得到类的包名和类名
     */
    public static void Demo1()
    {
        Person person = new Person();
        System.out.println("包名:" + person.getClass().getPackage().getName());
        System.out.println("完整类名:" + person.getClass().getName());
    }

    /**
     * Demo2: 验证所有的类都是Class类的实例对象
     */
    public static void Demo2() throws ClassNotFoundException
    {
        //定义两个类型都未知的Class , 设置初值为null, 看看如何给它们赋值成Person类
        Class<?> class1 = null;
        Class<?> class2 = null;

        //写法1, 可能抛出 ClassNotFoundException [多用这个写法]
        class1 = Class.forName("reflect.Person");
        System.out.println("(写法1) 包名: " + class1.getPackage().getName() + "，"
                + "完整类名: " + class1.getName());

        //写法2
        class2 = Person.class;
        System.out.println("(写法2) 包名: " + class2.getPackage().getName() + "，"
                + "完整类名: " + class2.getName());
    }

    /**
     * Demo3: 通过Java反射机制，用Class 创建类对象[这也就是反射存在的意义所在]
     */
    public static void Demo3() throws Exception
    {
        Class<?> class1 = null;
        class1 = Class.forName("reflect.Person");
        //由于这里不能带参数，所以你要实例化的这个类Person，一定要有无参构造函数哈～
        Person person = (Person) class1.newInstance();
        person.setAge(20);
        person.setName("佛大Java程序员");
        System.out.println("name: " + person.getName() + " age: " + person.getAge());
    }

    /**
     * Demo4: 通过Java反射机制得到一个类的构造函数，并实现创建带参实例对象
     */
    public static void Demo4() throws Exception
    {
        Class<?> class1 = null;
        Person person1 = null;
        Person person2 = null;

        class1 = Class.forName("reflect.Person");
        //Constructor[] getConstructors() 获得public的所有构造器
        Constructor<?>[] constructors = class1.getConstructors();
        //无参构造函数
        person1 = (Person) constructors[0].newInstance();
        person1.setAge(30);
        person1.setName("Java程序员");
        //有参构造函数
        person2 = (Person) constructors[1].newInstance(20,"佛大Java程序员");

        System.out.println("name: " + person1.getName() + " age: " + person1.getAge() );
        System.out.println("name: " + person2.getName() + " age: " + person2.getAge() );
    }

    /**
     * Demo5: 通过Java反射机制操作成员变量, set 和 get
     *
     */
    public static void Demo5() throws Exception
    {
        Class<?> class1 = null;
        class1 = Class.forName("reflect.Person");
        //必须实例化对象
        Object obj = class1.newInstance();

        // Field getDeclaredField(String name) 根据方法名获得public和非public变量
        Field personNameField = class1.getDeclaredField("name");

       /* public void setAccessible(boolean flag) throws SecurityException;设置是否取消封装。
        person类中的name是private修饰的，是无法被外部调用的，但是使用setAccessible取消封装就可以使用了。*/
        personNameField.setAccessible(true);

        //相当于：Person对象.name = "佛大Java程序员";
        personNameField.set(obj, "佛大Java程序员");

        //相当于：Person对象.name
        System.out.println("修改属性之后得到属性变量的值：" + personNameField.get(obj));
    }

    /**
     * Demo6: 通过Java反射机制得到类的一些属性： 继承的接口，父类，函数信息，成员信息，类型等
     */
    public static void Demo6() throws ClassNotFoundException
    {
        Class<?> class1 = null;
        class1 = Class.forName("reflect.SuperMan");

        //取得父类名称
        Class<?>  superClass = class1.getSuperclass();
        System.out.println("SuperMan类的父类名: " + superClass.getName());


        //Field[] getDeclaredFields() 获得类中所有的public和非public变量
        Field[] fields = class1.getDeclaredFields();
        for (int i = 0; i < fields.length; i++) {
            System.out.println("类中的成员: " + fields[i]);
        }

        //Method[] getDeclaredMethods() 获得所有的public和非public方法
        Method[] methods = class1.getDeclaredMethods();

        // 取得SuperMan类的方法
        System.out.println("函数名：" + methods[0].getName());
        System.out.println("函数代码写法： " + methods[0]);

        //取得类实现的接口,因为接口类也属于Class,所以得到接口中的方法也是一样的方法得到哈
        Class<?> interfaces[] = class1.getInterfaces();
        for (int i = 0; i < interfaces.length; i++) {
            System.out.println("实现的接口类名: " + interfaces[i].getName() );
        }

    }

    /**
     * Demo7: 通过Java反射机制调用类方法
     */
    public static void Demo7() throws Exception
    {
        Class<?> class1 = null;
        class1 = Class.forName("reflect.SuperMan");

        //调用fly()方法
        Method method = class1.getMethod("fly");
        method.invoke(class1.newInstance());

        //调用walk(int m)方法
        method = class1.getMethod("walk",int.class);
        method.invoke(class1.newInstance(),100);
    }

    /**
     * Demo8: 通过Java反射机制得到类加载器信息
     */
    public static void Demo8() throws ClassNotFoundException
    {
        Class<?> class1 = null;
        class1 = Class.forName("reflect.SuperMan");
        String nameString = class1.getClassLoader().getClass().getName();

        System.out.println("类加载器类名: " + nameString);
    }
}

运行结果:

 说明:

如果运行过程中报了Exception in thread "main" java.lang.ClassNotFoundException，说明调用Class.forName(“类的全名”),中的类的全名不对，你可以通过demo1去获得类的全名，再修改其余demo中的类的全名。