java反射详解

1. 什么是反射

参考资料
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反射之中包含了一个「反」字，所以想要解释反射就必须先从「正」开始解释。
一般情况下，我们使用某个类时必定知道它是什么类，是用来做什么的。于是我们直接对这个类进行实例化，之后使用这个类对象进行操作。

Apple apple = new Apple(); //直接初始化，「正射」
apple.setPrice(4);

上面这样子进行类对象的初始化，我们可以理解为「正」。
而反射则是一开始并不知道我要初始化的类对象是什么，自然也无法使用 new 关键字来创建对象了。
这时候，我们使用 JDK 提供的反射 API 进行反射调用：

Class clz = Class.forName("com.chenshuyi.reflect.Apple");
Method method = clz.getMethod("setPrice", int.class);
Constructor constructor = clz.getConstructor();
Object object = constructor.newInstance();
method.invoke(object, 4);

上面两段代码的执行结果，其实是完全一样的。但是其思路完全不一样，第一段代码在未运行时就已经确定了要运行的类（Apple），而第二段代码则是在运行时通过字符串值才得知要运行的类（com.chenshuyi.reflect.Apple）。

所以说什么是反射:
反射就是在运行时才知道要操作的类是什么，并且可以在运行时获取类的完整构造，并调用对应的方法。

官方一点的说法：
JAVA反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制。

2. 反射学了有什么用

反射设计的初衷不是用给你去创建一个对象，而是让你在写代码的时候可以利用它将你的代码变得更加灵活，降低耦合，提高代码的自适应能力。
举个栗子：正常情况下我们要获取一个类的属性方法，我们可以直接new一个对象出来，然后再去获取它的属性和方法，然而这种情况下我们需要知道具体是哪一个类。现在有一种情况，我们做一个操作日志功能，保存用户添加和编辑的数据操作内容，要实现这个功能咋办？我们可以使用Aop，然后到具体的对象里面，通过反射获取那个对象的各种属性并对其操作。

Java 反射，就是在运行状态中。
      获取任意类的名称、package信息、所有属性、方法、注解、类型、类加载器等
      获取任意对象的属性，并且能改变对象的属性
      调用任意对象的方法
      判断任意一个对象所属的类
      实例化任意一个类的对象
      ...

3. 入门使用反射

public class Apple {

    private int price;

    public int getPrice() {
        return price;
    }

    public void setPrice(int price) {
        this.price = price;
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //正常的调用
        Apple apple = new Apple();
        apple.setPrice(5);
        System.out.println("Apple Price:" + apple.getPrice());

        //使用反射调用
        Class clz = Class.forName("com.chenshuyi.api.Apple");
        Method setPriceMethod = clz.getMethod("setPrice", int.class);
        Constructor appleConstructor = clz.getConstructor();
        Object appleObj = appleConstructor.newInstance();
        setPriceMethod.invoke(appleObj, 14);
        Method getPriceMethod = clz.getMethod("getPrice");
        System.out.println("Apple Price:" + getPriceMethod.invoke(appleObj));
    }
}

从代码中可以看到我们使用反射调用了 setPrice 方法，并传递了 14 的值。之后使用反射调用了 getPrice 方法，输出其价格。上面的代码整个的输出结果是：

Apple Price:5
Apple Price:14

1. 从这个简单的例子可以看出，一般情况下我们使用反射获取一个对象的步骤：

• 获取类的 Class 对象实例

Class clz = Class.forName("com.zhenai.api.Apple");

• 根据 Class 对象实例获取 Constructor 对象

Constructor appleConstructor = clz.getConstructor();

• 使用 Constructor 对象的 newInstance 方法获取反射类对象

Object appleObj = appleConstructor.newInstance();

2. 而如果要调用某一个方法，则需要经过下面的步骤：

• 获取方法的 Method 对象

Method setPriceMethod = clz.getMethod("setPrice", int.class);

• 利用 invoke 方法调用方法

setPriceMethod.invoke(appleObj, 14);

4. 反射常用API

4.1 获取Class对象

获取 Class 对象有三种方法：

1. 使用 Class.forName。当你知道该类的全路径名时，你可以使用该方法获取 Class 对象。

Class clz = Class.forName("java.lang.String");

2. 使用类名.class 方法。这种方法只适合在编译前就知道操作的 Class。

Class clz = String.class;

3. 使用类对象的 getClass() 方法。 类对象就是我们说的对象

String str = new String("Hello");
Class clz = str.getClass();

4.2 获取类对象

获取 类对象 主要有两种方式：

1. 通过 Class 对象的 newInstance() 方法

Class clz = Apple.class;
Apple apple = (Apple)clz.newInstance();

2. 通过 Constructor 对象的 newInstance() 方法。

Class clz = Apple.class;
Constructor constructor = clz.getConstructor();
Apple apple = (Apple)constructor.newInstance();

注意：通过方式二 Constructor 对象创建类对象可以选择特定构造方法，而方式一 通过 Class 对象则只能使用默认的无参数构造方法。下面的代码就调用了一个有参数的构造方法进行了类对象的初始化。

Class clz = Apple.class;
Constructor constructor = clz.getConstructor(String.class, int.class);
Apple apple = (Apple)constructor.newInstance("红富士", 15);

如果要获取私有方法或私有构造器，则必须使用带有 declared 关键字的方法。

4.3 获取类对象所拥有的属性

获取 类对象的属性 主要有如下几种方式：

getDeclaredField(String name)    获取指定的变量（只要是声明的变量都能获得，包括private）
getDeclaredFields()              获取所有声明的变量（包括private)     ★[包括方法什么上的]★
getField(String name)            获取指定的变量（只能获得public的）
getFields()                      获取所有的public变量               ★[包括方法什么上的]★

//***********若需要对 类对象的私有属性|方法|构造方法 或是 被final修饰的属性 进行操作。没有权限是不行的!!!   因为：Java运行时会进行访问权限检查，private类型的变量无法进行直接访问。*********//

解决：
反射包里为我们提供了一个强大的类。java.lang.reflect.AccessibleObject。
该类为我们提供了一个方法 setAccessible(boolean flag)，该方法的作用就是可以取消 Java 语言访问权限检查。所以任何继承AccessibleObject的类的对象都可以使用该方法取消 Java 语言访问权限检查。
我们用于获取 类对象的私有属性 的方法  public Field[] getDeclaredFields();  返回的就是 Field对象。
Field正好继承了AccessibleObject。所以只要在访问私有变量前调用filed.setAccessible(true)即可。

...
     field.setAccessible(true);
     //反射操作名字
     field.setName("张三")
...

4.4 获取类对象所拥有的的方法

获取 类对象的方法 主要有如下几种方式：

getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)             根据方法名获得指定的方法(可私有)， 参数name为方法名，参数parameterTypes为方法的参数类型，如 getDeclaredMethod(“eat”, String.class)
getDeclaredMethods()                                                   获取所有声明的方法(可私有)
getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)                     根据方法名获取指定的public方法，其它同上
getMethods()                                                           获取所有的public方法

注意：获取带参数方法时，如果参数类型错误会报NoSuchMethodException.
对于参数是泛型的情况，泛型须当成Object处理（Object.class）

4.5 获取类对象所拥有的方法的返回类型

获取 类对象的方法的返回类型 主要有如下几种方式：

getReturnType()        获取目标方法返回类型对应的Class对象
getGenericReturnType() 获取目标方法返回类型对应的Type对象

区别：
1. getReturnType()返回类型为Class，getGenericReturnType()返回类型为Type;        Class实现Type。
2. 当二者返回值为 普通简单类型如Object, int, String等。getGenericReturnType()返回值和getReturnType()一样。
3. 当返回值为 泛型 时。 如：public T function2()      
        那么各自返回值为：
            getReturnType() : class java.lang.Object
            getGenericReturnType() : T
4. 当返回值为 参数化类型 时。  如：如public Class<String> function3()
        那么各自返回值为：
            getReturnType() : class java.lang.Class
            getGenericReturnType() : java.lang.Class<java.lang.String>

4.6 获取类对象所拥有的方法参数类型

获取 类对象的方法参数类型 主要有如下几种方式：

getParameterTypes()          获取目标方法各参数类型对应的Class对象
getGenericParameterTypes()   获取目标方法各参数类型对应的Type对象
返回值为数组，它俩区别同上 “方法返回类型的区别” 。

4.7 获取类对象所拥有的方法参数名称

获取 类对象的方法参数名称 主要有如下几种方式：
.class文件中默认不存储方法参数名称，如果想要获取方法参数名称，需要在编译的时候加上-parameters参数。(构造方法的参数获取方法同样)

//这里的m可以是普通方法Method，也可以是构造方法Constructor
//获取方法所有参数
Parameter[] params = m.getParameters();
for (int i = 0; i < params.length; i++) {
    Parameter p = params[i];
    p.getType();   //获取参数类型
    p.getName();  //获取参数名称，如果编译时未加上`-parameters`，返回的名称形如`argX`, X为参数在方法声明中的位置，从0开始
    p.getModifiers(); //获取参数修饰符
    p.isNamePresent();  //.class文件中是否保存参数名称, 编译时加上`-parameters`返回true,反之flase
}

4.8 通过反射调用方法

反射通过Method的invoke()方法来调用目标方法。第一个参数为需要调用的目标类对象，如果方法为static的，则该参数为null。后面的参数都为目标方法的参数值，顺序与目标方法声明中的参数顺序一致。

public native Object invoke(Object obj, Object... args)
            throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException

注意：如果方法是private的，可以使用method.setAccessible(true)方法绕过权限检查

4.9 获取方法声明抛出的异常的类型

getExceptionTypes()            获取目标方法抛出的异常类型对应的Class对象
getGenericExceptionTypes()     获取目标方法抛出的异常类型对应的Type对象
返回值为数组，区别同上

4.10 获取类对象的注解

getAnnotations()                         获取类上所有注解
getAnnotation(Class annotationClass)     获得类上指定注解

先通过 getDeclaredField获取指定属性，然后通过返回的对象.getAnnotation(Class annotationClass)        获取类中属性上的注解。获取方法上的注解也是一样的。