java反射

为什么要使用反射？

Object obj = new Student();

若程序运行时接收外部传入的一个对象，该对象编译时的类型是Object，但是又想调用该对象运行时的方法，此时就要用到反射。

1.如果编译和运行时的类型都知道，使用instance of 判断后，强转。

2.编译时根本无法预知该对象属于什么类，只有依靠运行时才能知道对象的类型，就要依靠反射了。

静态编译：在编译时确定类型。

动态编译：在运行时确定类型。降低类之间的耦合。

它的缺点是对性能有影响。使用反射基本上是一种解释操作，我们可以告诉JVM，我们希望做什么并且它满足我们的要求。这类操作总是慢于只直接执行相同的操作。

编译的时候无法确定类型，只有到运行的时候才能确定类型

字节码：一个类被类加载器加载到内存中，占用一片存储空间，空间里面的内容就是类的字节码，不同的类的字节码不同

Class类的实例就是字节码：

一个类在虚拟机中只有一份字节码

获得Class对象

 

3种方式：

 

1、调用某个类的class属性获取Class对象，如Date.class会返回Date类对应的Class对象(其实就是得到一个类的一份字节码文件)；

 

2、使用Class类的forName(String className)静态方法，className表示全限定名；如String的全限定名:java.lang.String;

 

3、调用某个对象的getClass()方法。该方法属于Object类；

 

Class<?> clz = new Date().getClass();

public static void main(String[] args) throws Exception {
        //获得Class对象的方法（三种）
        //一：调用属性
        Class<String> c = String.class;
        System.out.println(c);//打印结果：class java.lang.String                    String.class就表示JVM中一份表示String类的字节码
        Class<String> c2 = String.class;
        System.out.println(c == c2);//true都是String类的字节码          一个类在虚拟机中只有一份字节码；
        
        //二：使用forName()方法
        //Class cla = Class.forName("String");//ERROR,
        Class<String> cla = (Class<String>)Class.forName("java.lang.String");//必须用上全限定名，否则报错
        System.out.println(c == cla);//true
        
        //三：利用对象调用Object的getClass方法；
        Class c3 = new String().getClass();
        System.out.println(c == c3);//ture
    }

Class类中boolean isPrimitive() :判定指定的 Class 对象是否表示一个基本类型。

数组的Class对象如何比较是否相等? 数组的维数和数组的类型;

Class类中 boolean isArray() ：判定此 Class 对象是否表示一个数组类型。 

 

public class PreClassDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        
        Class<?> in = int.class;
        System.out.println(in);//int
        Class<?> in2 = Integer.class;
        //包装类都有一个常量TYPE，用来表示其基本数据类型的字节码
        Class<?> in3 = Integer.TYPE;
        
        System.out.println(in2);//class java.lang.Integer
        System.out.println(in3);//int
        System.out.println(in3 == in);//true 包装类都有一个常量TYPE，用来表示其基本数据类型的字节码，所以这里会相等！
        System.out.println(in3 == in2);//false
        Class<String[]> s = String [].class;
        Class<int[]> i = int [].class;
        //System.out.println(i ==s);//编译根本就通过不了，一个是int，一个是String
    }
    //这两个自定义的方法是可以的，一个int，一个Integer//包装类与基本数据类型的字节码是不一样的
    public void show(int i){}
    public void show(Integer i){}
}

 

4、利用Class获取类的属性信息

 

class A {    
}
interface B{
}
interface C{
}

public class BaseDemo3 extends A implements B,C{
    
    //内部类
    public class C{}
    public interface D{}
    public static void main(String[] args) {
        //类可以，接口也可以
        Class<BaseDemo3> c = BaseDemo3.class;
        System.out.println(c);//class junereflect624.BaseDemo3

        //得到包名
        System.out.println(c.getPackage());//package junereflect624

        //得到全限定名
        System.out.println(c.getName());//junereflect624.BaseDemo3
        
        //得到类的简称
        System.out.println(c.getSimpleName());//BaseDemo3
        
        //得到父类
        /**
         * Class<? super T> getSuperclass() 此处super表示下限
                  返回表示此 Class 所表示的实体（类、接口、基本类型或 void）的超类的 Class。 
         */
        System.out.println(c.getSuperclass().getSimpleName());//A,先获取父类，再获取父类的简称
        
        //得到接口
        System.out.println(c.getInterfaces());//[Ljava.lang.Class;@1b60280
        Class[] arr = c.getInterfaces();
        for (Class cla : arr) {
            System.out.println(cla);//interface junereflect624.B   interface junereflect624.C
        }
        
        //获得public修饰的类
        /**
         * Class<?>[] getClasses() 
                     返回一个包含某些 Class 对象的数组，这些对象表示属于此 Class 对象所表示的类的成员的所有公共类和接口。 （如果内部类前面没有加上public的话那么得不到！）
         */
        Class[] cl = c.getClasses();
        System.out.println(cl.length);//在内部类没有加上public修饰的时候长度为0，加上就是2(获取的是公共的)
        for (Class class1 : cl) {
            System.out.println(class1);
        }
        
        //获得修饰符
        int i = c.getModifiers();
        System.out.println(i);//常量值1表示public
        System.out.println(Modifier.toString(i));//直接打印出public
    }
}

5、Class中得到构造方法Constructor、方法Method、字段Field

常用方法：

Constructor类用于描述类中的构造方法：

Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes) 

返回该Class对象表示类的指定的public构造方法; 

Constructor<?>[] getConstructors()

返回该Class对象表示类的所有public构造方法; 

Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes)

返回该Class对象表示类的指定的构造方法,和访问权限无关;

Constructor<?>[] getDeclaredConstructors() 

返回该Class对象表示类的所有构造方法,和访问权限无关;

Method类用于描述类中的方法：

Method getMethod(String name, Class<?> ... parameterTypes) 

返回该Class对象表示类和其父类的指定的public方法; 

Method[] getMethods()：  

返回该Class对象表示类和其父类的所有public方法; 

Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes) 

返回该Class对象表示类的指定的方法。和访问权限无关，但不包括继承的方法;

Method[] getDeclaredMethods(): 获得类所有的方法，包括公共、保护、默认（包）访问和私有方法，但不包括继承的方法;

 

package junereflect624;

import java.lang.reflect.Constructor;

class Emp{
    private String name;
    private int age;
    private Emp() {
    } 
    Emp(String name){
    }
    public Emp(String name,int age){
    }
}

public class ConstructorDemo4 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //得到所有的构造器（先得到类）
        Class<Emp> c = Emp.class;
        /**
         * Constructor<?>[] getConstructors() 
                  返回一个包含某些 Constructor 对象的数组，这些对象反映此 Class 对象所表示的类的所有公共构造方法。 
         */
        Constructor[] con = c.getConstructors();//前面的修饰符必须是public才可以在这个方法下获取到
        for (Constructor cons : con) {
            System.out.println("c.getConstructors()"+cons);//如果上面的某构造器public去掉，则显示不出
            /**打印
                public junereflect624.Emp(java.lang.String,int)
             */
        }
        
        //得到指定的构造器,也是必须public
        Constructor c1 = c.getConstructor(String.class,int.class);
        System.out.println(c1);//public junereflect624.Emp(java.lang.String,int)
                                     
System.out.println("====================================");
    //现在想获得不受public影响的,getDeclaredConstructors(),暴力反射
        
        con = c.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor cons : con) {
                         
System.out.println("c.getDeclaredConstructors()=="+cons);//此时不受修饰符的影响
            /**打印
             *  public junereflect624.Emp()
                public junereflect624.Emp(java.lang.String)
                public junereflect624.Emp(java.lang.String,int)
             */
        }
    }
}

获得方法和字段

class AB{
    protected String name;
    protected String id;
}
@Deprecated
public class MethodDemo5 extends AB{
    void show(){}
    public void say(){}
    private int age;
    public char c;
    private boolean b;
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<MethodDemo5> c = MethodDemo5.class;
        //获取所有的（包含父类的方法）public修饰的方法
        Method[] m = c.getMethods();
        for (Method method : m) {
            System.out.println(method);
        }
        //总结：4个方法，获取全部，获取特定；不受修饰符影响的全部，不受修饰符影响的特定；（前两个都还是受限制的）
        
        //获取指定的方法
        Method me = c.getMethod("main", String[].class);
        System.out.println("main "+me);//main public static void junereflect624.MethodDemo5.main(java.lang.String[]) throws java.lang.Exception
        
        //访问所有方法，不受访问权限影响
        m = c.getDeclaredMethods();
        for (Method method : m) {
            System.out.println("不受影响的："+method);
        }
        
        me = c.getDeclaredMethod("show");
        System.out.println(me);//void junereflect624.MethodDemo.show()

        me = c.getMethod("toString");
        System.out.println(me);//public java.lang.String java.lang.Object.toString()
        
        /**
         * Method[] getDeclaredMethods() 
                  返回 Method 对象的一个数组，这些对象反映此 Class 对象表示的类或接口声明的所有方法，
                  包括公共、保护、默认（包）访问和私有方法，但不包括继承的方法,只可以对当前类有效
         */
        /*me = c.getDeclaredMethod("toString");//ERROR,c.getDeclaredMethod()不能得到继承的方法
        System.out.println(me);//public java.lang.String java.lang.Object.toString()
         */    
        //得到字段
        Field[] f = c.getFields();
        for (Field field : f) {//只得到了public的
            System.out.println("字段"+field);
        }
        
        //特定字段
        Field fi = c.getField("c");//""里面是名称
        System.out.println(fi);//public char junereflect624.MethodDemo.c
        
        //得到不受限定名限定的全部字段
        f = c.getDeclaredFields();
        for (Field field : f) {//得到不受修饰符限定的字段，但是只对当前类有效
            System.out.println("全部字段："+field);
            /**
             *  全部字段：private int junereflect624.MethodDemo.age
                全部字段：public char junereflect624.MethodDemo.c
                全部字段：private boolean junereflect624.MethodDemo.b
             */
        }
        //注释  Annotation
         Annotation[] a = c.getAnnotations();
         System.out.println(a.length);
         for (Annotation annotation : a) {
            System.out.println(annotation);
        }
         
         //特定注解
         Deprecated d = c.getAnnotation(Deprecated.class);
         System.out.println(d);
    }
}

获取当前对象的字段：

 

class Stu{
    public String name;
    public String sex;
    public int age;
    
    public Stu(String name, String sex, int age) {
        super();
        this.name = name;
        this.sex = sex;
        this.age = age;
    }
}

public class ReflectDemo6 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Stu s = new Stu("刘昭", "男", 12);
        
        Class<Stu> c = Stu.class;
        
        Field f = c.getField("name");
        System.out.println(f.get(s));////从哪个对象身上取！此时显示刘昭！
//    修改对象的值
/**
Field f = c.getField("name");
        f.set(s,"章泽天");
System.out.println(f.get(s));//从哪个对象身上取！//此时显示章泽天
*/
    }
}

6、利用反射创建对象

创建对象：

1、使用Class对象的newInstance()方法创建该Class对象的实例，此时该Class对象必须要有无参数的构造方法。

2、使用Class对象获取指定的Constructor对象，再调用Constructor的newInstance（）方法创建对象类的实例，此时可以选择使用某个构造方法。如果这个构造方法被私有化起来，那么必须先申请访问，将可以访问设置为true；

class User{
    /*private User(){//将默认的构造方法私有化的话就不可以再创建对象，两种方法都是这样
    }*/
    public String toString() {
        return "User对象创建成功！";
    }
}

public class NewInstanceDemo6 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //传统方式创建对象
         System.out.println(new User());
         
         //使用反射的方式
         Class<User> c = User.class;
         User u = c.newInstance();（直接newInstance的话必须保证默认的构造方法正常存在，也就是没有被私有化！这是前提条件）
         System.out.println(u);
    }
}

复杂点的：更强大的第二种：

使用指定构造方法来创建对象:

获取该类的Class对象。

利用Class对象的getConstructor()方法来获取指定的构造方法。

调用Constructor的newInstance()方法创建对象。

AccessibleObject对象的setAccessible(boolean flag)方法,当flag为true的时候，就会忽略访问权限(可访问私有的成员)。

其子类有Field, Method, Constructor;

若要访问对象private的成员？

在调用之前使用setAccessible(true),

Xxx x = getDeclaredXxxx();//才能得到私有的类字段.

class Per{
    private String name;
    private int age;
    private Per(){    
    }
    private Per(String name){
    }
    public String toString() {
        return "对象！！！";
    }
}

public class NewInstanceDemo7 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<Per> c = Per.class;
        //System.out.println(c.newInstance());;//证明利用无参的可以
        
        ////先获得需要被调用的构造器(private 修饰的构造方法)
        Constructor<Per> con = c.getDeclaredConstructor();//调用默认的，什么都不要写
        System.out.println(con);//private junereflect624.Per()
        /*con = c.getDeclaredConstructor(String.class);获取指定的构造方法
        System.out.println(con);//private junereflect624.Per(java.lang.String)*/        
        //现在只需要执行这个构造器，
        /**
         *  T newInstance(Object... initargs) 
                 使用此 Constructor 对象表示的构造方法来创建该构造方法的声明类的新实例，并用指定的初始化参数初始化该实例。 
         */
        
        //私有的成员是受保护的,不能直接访问
        //若要访问私有的成员,得先申请一下
        con.setAccessible(true);//允许访问
        Per p = con.newInstance();//成功，通过私有的受保护的构造方法创建了对象
        System.out.println("无参构造方法"+p);
        
        con = c.getDeclaredConstructor(String.class);
        System.out.println(con);//private junereflect624.Per(java.lang.String)
            
        con.setAccessible(true);//允许访问
        p = con.newInstance("liuzhao");//成功，通过私有的受保护的构造方法创建了对象
        System.out.println("String构造方法"+p);
    }
}

备注：对于此时的话，单例模式就不再安全了！反射可破之！！

验证：对于枚举而言，反射依然没有办法重新创建对象，对于枚举，安全！

enum Color{
    RED,BLUE,GREEN;
    private Color(){
    }
}
public class EnumDemo8 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<Color> c = Color.class;        
        Constructor<Color> con = c.getDeclaredConstructor();//（错误在这一行发生，就是说对枚举而言这种方法连构造器都获得不了，）编译可以通过，但是运行就通不过了！
        Color co = (Color) con.newInstance();
        System.out.println(co);//失败，证明对枚举而言不行，所以枚举的单例模式更加安全
        System.out.println(c.isEnum());//true是枚举
    }
}

7、使用反射调用方法

每个Method的对象对应一个具体的底层方法。获得Method对象后，程序可以使用Method里面的invoke方法来执行该底层方法。

Object invoke(Object obj,Object ... args):obj表示调用底层方法的对象，后面的args表示传递的实际参数。

如果底层方法是静态的，那么可以忽略指定的 obj 参数。该参数可以为 null,想想为什么? 

如果底层方法所需的形参个数为 0，则所提供的 args 数组长度可以为 0 或 null。 

不写,null,或 new Object[]{}

若底层方法返回的是数组类型,invoke方法返回的不是底层方法的值,而是底层方法的返回类型;

class Dept{
    public String show(String name){//用反射的方法来调用正常的方法
        return name+"，您好！";
    }
    
    private void privateshow(){//用反射来实现对私有化方法的调用
        System.out.println("privateshow");
    }
    
    public static void staticshow(){
        System.out.println("staticshow");
    }
}

public class InvokeDemo9 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        
/*    传统方式：
String name = new Dept().show("刘昭");
        System.out.println(name);*/
            
/**
         * Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes) 
                  返回一个 Method 对象，它反映此 Class 对象所表示的类或接口的指            定公共成员方法。 
            name - 方法名
            parameterTypes - 参数列表 
         */
        //想要通过反射来调用Dept中的方法
        Class<Dept> c = Dept.class;
        Method m = c.getMethod("show", String.class);
        Object o = m.invoke(c.newInstance(), "刘昭");
        System.out.println(o);   // 不加这一句 就无法显示 刘昭，你好？？
        
        //私有化的方法
        m = c.getDeclaredMethod("privateshow");//无参方法
        m.setAccessible(true);
        o = m.invoke(c.newInstance());
        
        //静态方法的调用
        m = c.getMethod("staticshow");
        m.invoke(null);//staticshow为静态方法，不需创建对象，所以这里会是null
    }
}

8、使用反射调用可变参数方法

要把可变参数都当做是其对应的数组类型参数;

如 show(XX... is)作为show(XX[] is)调用;

若可变参数元素类型是引用类型:

JDK内部接收到参数之后,会自动拆包取出参数再分配给该底层方法,为此我们需要把这个数组实参先包装成一个Object对象或把实际参数作为一个Object一维数组的元素再传递。

若可变参数元素类型是基本类型:

JDK内部接收到参数之后,不会拆包,所以可以不必再封装.不过封装了也不会错.所以建议,不管基本类型还是引用类型都使用Object[]封装一层,保证无误.

class VaryMethod{
    public static void show(int ...args){
        System.out.println("基本数据类型传递过来了！");
    }
    /*public static void show(int[] args){//这是一样的
    }*/
    public static void show(String ...args){
        System.out.println("引用数据类型传递过来了！");
    }
}

public class InvokeVaryDemo10 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Class<VaryMethod> c = VaryMethod.class;
        
        Method m = c.getMethod("show",int[].class);
        m.invoke(null,new int[]{1,2,3});
        m = c.getMethod("show",String[].class);
        //m.invoke(null,new String[]{"A","B","C"});//ERROR
        m.invoke(null,(Object)new String[]{"A","B","C"});//YES,强转为Object类型
        m.invoke(null,new Object[]{new String[]{"A","B","C"}});//推荐写法
    }
}

9、使用反射操作字段

Field提供两组方法操作字段：

xxx getXxx(Object obj):获取obj对象该Field的字段值，此处的xxx表示8个基本数据类型。若该字段的类型是引用数据类型则使用，Object get(Object obj);

void setXxx(Object obj,xxx val):将obj对象的该Field字段设置成val值，此处的xxx表示8个基本数据类型。若该字段的类型是引用数据类型则使用，void set(Object obj, Object value);

 

步骤：

 

1．获取类

 

2．获取字段

 

赋值(set(c.newInstance(),””));{如果为私有的话设置可接受}

 

class Cat{
    private String name;
    public int age;
    private String color;
}

public class FieldDemo12 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<Cat> clz = Cat.class;
        Field[] f = clz.getDeclaredFields();
        
        for (Field field : f) {
            System.out.println(field);
        }
        
        Field fi = clz.getDeclaredField("name");
        System.out.println(fi);
        
        System.out.println(fi.getName());//name
        
        //核心开始
        /**
         *  void set(Object obj, Object value) 
将指定对象变量上此 Field 对象表示的字段设置为指定的新值。 
         */
        Cat c = clz.newInstance();
        fi.setAccessible(true);
        fi.set(c, "刘昭");//赋值成功
        Object o = fi.get(c);
        System.out.println(o);//取出成功 
        
        fi = clz.getDeclaredField("age");
        fi.setAccessible(true);
        fi.set(c, 21);
        int i = fi.getInt(c);//左边的接受类型已经写成了int，右边的返回类型就也必须是int
        System.out.println(i);//获取成功
    }
}

 

10、反射和泛型-反射来获取泛型信息

 

通过指定对应的Class对象，程序可以获得该类里面所有的Field，不管该Field使用private 方法public。获得Field对象后都可以使用getType()来获取其类型。

Class<?> type = f.getType();//获得字段的类型

但此方法只对普通Field有效,若该Field有泛型修饰,则不能准确得到该Field的泛型参数,如Map<String,Integer>;

为了获得指定Field的泛型类型，我们采用：

Type gType = f.getGenericType();得到泛型类型

然后将Type对象强转为ParameterizedType,其表示增加泛型后的类型

Type getRawType()//返回被泛型限制的类型;

Type[]  getActualTypeArguments()//返回泛型参数类型;

 

利用反射来获取泛型的类型（泛型信息）

步骤：

1．获取当前类

2．获取目标字段

3．获取包含泛型类型的类型 getGenericType()

4．强转至子类ParameterizedType  因为Type没有任何对应的方法

5．获得泛型真正的类型 getActualTypeArguments()

 

 

 

public class GetGenericTypeDemo14 {
    Map<String,Integer> map = new HashMap<String,Integer>();
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class c = GetGenericTypeDemo14.class;
        Field f = c.getDeclaredField("map");
        System.out.println(f);
        System.out.println(f.getName());//map
        
        // Class<?> getType()  返回一个 Class 对象，它标识了此 Field 对象所表示字段的声明类型。 
        Class cl = f.getType();
        System.out.println("获得其类型："+cl);
//获得其类型：interface java.util.Map
        
        /**
         *  Type getGenericType() 返回一个 Type 对象，它表示此 Field 对象所表示字段的声明类型。 
         *  Type是Class的接口;
         */
        Type t = f.getGenericType();//包含泛型的类型
        System.out.println(t);
//java.util.Map<java.lang.String, java.lang.Integer>
        

        /**
         * Type这个类里面没有任何的方法，所以需要调用子类的方法，那么大的类型转到小的类型，需要强转！
         */
        ParameterizedType pt = (ParameterizedType)t;//强转到其子类
        /**
         *  Type[] getActualTypeArguments() 
                      返回表示此类型实际类型参数的 Type对象的数组。 
             Type getOwnerType() 
                      返回 Type 对象，表示此类型是其成员之一的类型。 
             Type getRawType() 
                      返回 Type 对象，表示声明此类型的类或接口。 
         */
        
        t = pt.getRawType();//类型的类或接口
        System.out.println(t);
        
        Type[] ts = pt.getActualTypeArguments();
        for (Type type : ts) {
            System.out.println(type);
            /**
             *  class java.lang.String
                class java.lang.Integer
             */
        }
    }
}