3、反射

1、英文意思

* Declared:   声明的
* 构造器:      Constructors
* 属性:        Fields
* 修饰符:      Modifiers
* 返回类型:    ReturnType
* 方法名:      Name
* 参数列表:    ParameterTypes
* 注解:       Annotations
* 异常:       ExceptionTypes
* 调用:       invoke
* 接口:       Interfaces
* 父类:       Superclass
* 包:         Package

2、概念

反射是指对于任何一个 Class 类，在 "运行的时候" 都可以直接得到这个类全部成分

• 在运行时，可以直接得到这个类的构造器对象：Constructor
• 在运行时，可以直接得到这个类的成员变量对象：Field
• 在运行时，可以直接得到这个类的成员方法对象：Method
• 这种运行时动态获取类信息以及动态调用类中成分的能力称为 Java 语言的反射机制

反射的关键：反射的第一步都是先得到编译后的 Class 类对象，然后就可以得到 Class 的全部成分
反射可以破坏封装性，私有的也可以执行了

3、类对象

// 四种方式
Class c1 = Class.forName("全类名");

Class c2 = 类名.class;

Class c3 = 类的对象.getClass();

ClassLoader classLoader = 类名.class.getClassLoader();
Class c4 = classLoader.loadClass("全类名"); 

Class<?> c1 = Class.forName("d12.Student");

Class<Student> c2 = Student.class;

Student student = new Student();
Class<? extends Student> c3 = student.getClass();

ClassLoader classLoader = T1.class.getClassLoader();
Class<?> c4 = classLoader.loadClass("d12.Student");

System.out.println(c1);
System.out.println(c2);
System.out.println(c3);
System.out.println(c4);

4、API

4.1、构造器对象

方法	说明
Constructor<?>[] getConstructors()	返回所有构造器对象的数组（只能拿 public 的）
Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()	返回所有构造器对象的数组，存在就能拿到
Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)	返回单个构造器对象（只能拿 public 的）
Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes)	返回单个构造器对象，存在就能拿到

构造器对象的方法	说明
public T newInstance(Object... initargs)	根据指定的构造器创建对象
public void setAccessible(boolean flag)	设置为 true，表示取消访问检查（仅这一次），进行暴力反射

4.2、变量对象

方法	说明
Field[] getFields()	返回所有成员变量对象的数组（只能拿 public 的）
Field[] getDeclaredFields()	返回所有成员变量对象的数组，存在就能拿到
Field getField(String name)	返回单个成员变量对象（只能拿 public 的）
Field getDeclaredField(String name)	返回单个成员变量对象，存在就能拿到

变量对象的方法	说明
void set(Object obj, Object value)	赋值 obj.set(value)
Object get(Object obj)	获取值 obj.get()
String getName()	获取当前属性的名称
Class<?> getType()	获取当前属性的类型
int getModifiers()	获取当前属性的访问修饰符
public void setAccessible(boolean flag)	设置为 true，表示取消访问检查（仅这一次），进行暴力反射

4.3、方法对象

方法	说明
Method[] getMethods()	返回所有成员方法对象的数组（只能拿 public 的）
Method[] getDeclaredMethods()	返回所有成员方法对象的数组，存在就能拿到
Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)	返回单个成员方法对象（只能拿 public 的）
Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)	返回单个成员方法对象，存在就能拿到

方法对象的方法	说明
Object invoke(Object obj, Object... args)	运行方法 参数一：用 obj 对象调用该方法 参数二：调用方法的传递的参数（如果没有就不写） 返回值：方法的返回值（如果没有就不写）
getModifiers()	获取当前方法的访问修饰符
getReturnType()	获取当前方法的返回类型
getName()	获取当前方法的名称
getParameterTypes()	获取当前方法的参数列表
getExceptionTypes()	获取当前方法的异常
getAnnotations()	获取当前方法的注解
public void setAccessible(boolean flag)	设置为 true，表示取消访问检查（仅这一次），进行暴力反射

4.4、其他

方法	描述
getPackage()	获取当前类所在的包
getSimpleName()	获取当前类的类名
getName()	获取当前类的全路径名（包名 ＋ 类名）
getInterfaces()	获取当前类实现的接口（不包括父类）
getAnnotations()	获取修饰当前类的注解
getSuperclass()	获取当前类的父类的字节码信息

5、绕过编译阶段为集合添加数据

反射是作用在运行时的技术，此时集合的泛型将不能产生约束了，此时是可以为集合存入其他任意类型的元素
泛型只是在编译阶段可以约束集合只能操作某种数据类型，在编译成 Class 文件进入运行阶段的时候，其真实类型都是 ArrayList 了，泛型相当于被擦除了
ArrayList<String> 和 ArrayList<Integer> 的类型都是 ArrayList

ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("你好");

// 方式一
Class<? extends ArrayList> c = list.getClass();
Method add = c.getDeclaredMethod("add", Object.class);
add.invoke(list, true);
System.out.println(list);

// 方式二
ArrayList newList = list;
newList.add(17.2);
System.out.println(list);

6、通用框架的底层原理

反射的作用

• 可以在运行时得到一个类的全部成分，然后操作
• 可以破坏封装性（很突出）
• 可以破坏泛型的约束性（很突出）
• 更重要的用途是适合：做 Java 高级框架
• 基本上主流框架都会基于反射设计一些通用技术功能

需求：给你任意一个对象，在不清楚对象字段的情况可以，可以把对象的字段名称和对应值存储到文件中去

• 定义一个方法，可以接收任意类的对象
  每次收到一个对象后，需要解析这个对象的全部成员变量名称
  这个对象可能是任意的，那么怎么样才可以知道这个对象的全部成员变量名称呢？
• 使用反射获取对象的 Class 类对象，然后获取全部成员变量信息
  遍历成员变量信息，然后提取本成员变量在对象中的具体值
  存入成员变量名称和值到文件中去即可

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Student student = new Student(10, "张三");
        System.out.println(test(student));
        // 结果: Student{age:10,name:张三}
    }

    public static String test(Object obj) throws IllegalAccessException {
        Class<?> c = obj.getClass();
        Field[] fields = c.getDeclaredFields();

        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append(c.getSimpleName()).append("{");

        for (Field field : fields) {
            field.setAccessible(true);
            sb
                .append(field.getName())
                .append(":")
                .append(field.get(obj))
                .append(",");
        }
        sb.replace(sb.lastIndexOf(","), sb.lastIndexOf(",") + 1, "");

        sb.append("}");
        return sb.toString();
    }
}