反射
Class类
除了int
等基本类型外,Java的其他类型全部都是class
(包括interface
)。
class
是由JVM在执行过程中动态加载的。JVM在第一次读取到一种class
类型时,将其加载进内存。每加载一种class
,JVM就为其创建一个Class
类型的实例,并关联起来。注意:这里的Class
类型是一个名叫Class
的class
。
public final class Class { private Class() {} }
以String
类为例,当JVM加载String
类时,它首先读取String.class
文件到内存,然后,为String
类创建一个Class
实例并关联起来。这个Class
实例是JVM内部创建的,如果我们查看JDK源码,可以发现Class
类的构造方法是private
,只有JVM能创建Class
实例,我们自己的Java程序是无法创建Class
实例的。所以,JVM持有的每个Class
实例都指向一个数据类型(class
或interface
)
由于JVM为每个加载的class
创建了对应的Class
实例,并在实例中保存了该class
的所有信息,包括类名、包名、父类、实现的接口、所有方法、字段等,因此,如果获取了某个Class
实例,我们就可以通过这个Class
实例获取到该实例对应的class
的所有信息。这种通过Class
实例获取class
信息的方法称为反射(Reflection)。
如何获取一个class
的Class
实例?有三个方法:
方法一:直接通过一个class
的静态变量class
获取:
Class cls = String.class;
方法二:如果我们有一个实例变量,可以通过该实例变量提供的getClass()
方法获取:
String s = "Hello";
Class cls = s.getClass();
方法三:如果知道一个class
的完整类名,可以通过静态方法Class.forName()
获取:
Class cls = Class.forName("java.lang.String");
因为Class
实例在JVM中是唯一的,所以,上述方法获取的Class
实例是同一个实例。可以用==
比较两个Class
实例。
Class cls1 = String.class; String s = "Hello"; Class cls2 = s.getClass(); boolean sameClass = cls1 == cls2; // true
Class
实例比较和instanceof
的差别:
Integer n = new Integer(123); boolean b3 = n instanceof Integer; // true boolean b4 = n instanceof Number; // true boolean b1 = n.getClass() == Integer.class; // true boolean b2 = n.getClass() == Number.class; // false
用instanceof
不但匹配当前类型,还匹配当前类型的子类。而用==
判断class
实例可以精确地判断数据类型,但不能作子类型比较。
Class实例的具体使用参考:https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1252599548343744/1264799402020448
访问字段
对任意的一个Object
实例,只要我们获取了它的Class
,就可以获取它的一切信息。
Class
类提供了以下几个方法来获取字段:
- Field getField(name):根据字段名获取某个public的field(包括父类)
- Field getDeclaredField(name):根据字段名获取当前类的某个field(不包括父类)
- Field[] getFields():获取所有public的field(包括父类)
- Field[] getDeclaredFields():获取当前类的所有field(不包括父类)
一个Field
对象包含了一个字段的所有信息:
getName()
:返回字段名称,例如,"name"
;getType()
:返回字段类型,也是一个Class
实例,例如,String.class
;getModifiers()
:返回字段的修饰符,它是一个int
,不同的bit表示不同的含义。
class Student extends Person { public int score; private int grade; } class Person { public String name; } Class stdClass = Student.class; // 获取public字段"score": System.out.println(stdClass.getField("score")); //public int Student.score // 获取继承的public字段"name": System.out.println(stdClass.getField("name")); //public java.lang.String Person.name // 获取private字段"grade": System.out.println(stdClass.getDeclaredField("grade"));
调用方法
可以通过Class
实例获取所有Method
信息。Class
类提供了以下几个方法来获取Method
:
Method getMethod(name, Class...)
:获取某个public
的Method
(包括父类)Method getDeclaredMethod(name, Class...)
:获取当前类的某个Method
(不包括父类)Method[] getMethods()
:获取所有public
的Method
(包括父类)Method[] getDeclaredMethods()
:获取当前类的所有Method
(不包括父类)
一个Method
对象包含一个方法的所有信息:
getName()
:返回方法名称,例如:"getScore"
;getReturnType()
:返回方法返回值类型,也是一个Class实例,例如:String.class
;getParameterTypes()
:返回方法的参数类型,是一个Class数组,例如:{String.class, int.class}
;getModifiers()
:返回方法的修饰符,它是一个int
,不同的bit表示不同的含义。
详细使用见:https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1252599548343744/1264803678201760
调用构造方法
如果通过反射来创建新的实例,可以调用Class提供的newInstance()方法:
Person p = Person.class.newInstance();
调用Class.newInstance()的局限是,它只能调用该类的public无参数构造方法。如果构造方法带有参数,或者不是public,就无法直接通过Class.newInstance()来调用。
为了调用任意的构造方法,Java的反射API提供了Constructor对象,它包含一个构造方法的所有信息,可以创建一个实例。Constructor对象和Method非常类似,不同之处仅在于它是一个构造方法,并且,调用结果总是返回实例
Constructor cons1 = Integer.class.getConstructor(int.class); // 调用构造方法: Integer n1 = (Integer) cons1.newInstance(123); System.out.println(n1); // 获取构造方法Integer(String) Constructor cons2 = Integer.class.getConstructor(String.class); Integer n2 = (Integer) cons2.newInstance("456"); System.out.println(n2);
通过Class实例获取Constructor的方法如下:
getConstructor(Class...)
:获取某个public
的Constructor
;getDeclaredConstructor(Class...)
:获取某个Constructor
;getConstructors()
:获取所有public
的Constructor
;getDeclaredConstructors()
:获取所有Constructor
。
注意Constructor
总是当前类定义的构造方法,和父类无关,因此不存在多态的问题。
调用非public
的Constructor
时,必须首先通过setAccessible(true)
设置允许访问。setAccessible(true)
可能会失败。