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  • java反射

      反射的基石

      在谈反射之前,我们应该先了解下类的概念来引入。类是一种抽象的概念,举个例子“我爸是李刚我爸李双江”,从这句话中我们发现有李刚、李双江这 两个人,我们来抽象它们的特点,我们发现它们都像人。没错,那么我们就可以将人作为它们的一个抽象,反过来说李刚和李双江就是人的一个具体实例;所以我们 可以用一个Person类代表人来表示这种抽象。既然理解了类的概念,那些年那些陪我们度过日日夜夜的java类们,我们是不是也应该抽象出一个类来证明 一下他们,没错,那就是Class了!

      Class就是java类的抽象,它抽象出了java的共性,如类的名字、类的构造方法、类的成员变量、类的老爸、类的方法等等等。既然这么 说,那么我们通过这个Class,我们就可以得到这个类的方方面面的信息、兴许还能比查户口还详细呢。我们创建出的每一个类,例如person类,说到底 也就是我们实例化了一个Class的实例,来保存person类的名字、变量、方法这些信息,在内存中表示就是保存了person类的字节码,如果你理解 了这些并且接受了我的看法,那么咱们有共同语言,可以继续往下说。

      既然person类有拥有自己的字节码,那么我们可以获取到这个字节码吗?答案是肯定的,而且还不止一种方法。参见代码:

    1 public static void main(String[] args) throws Exception {
    2   //第一种方法,直接通过Person类来获取字节码
    3   Class cls1 = Person.class;
    4   //第二种方法,通过类的实例来获取Person类的字节码
    5   Person person = new Person();
    6   Class cls2 = person.getClass();
    7   //第三种方法,调用Class类的静态方法来获取对应类的字节码,该方法会抛出异常
    8   Class cls3 = Class.forName("Person");
    9 }

    从代码中看,我们可以断定:Person类的字节码就是Class的具体实例;我们也可以猜到,至于类的字节码有包含什么东东,大家尽管猜吧,后面我会慢慢讲解。我们再来看看下面的代码:

    1 System.out.println(cls1 == cls2);
    2   System.out.println(cls2 == cls3);

    我们运行程序,会发现输出了:

    true
    true

    这三个玩意竟然是同一个东西,那么就很好解释了:在java的虚拟机中,每一个类都会被保存成为一个字节码,用来保存该类的信息如名字、父类、变 量、方法等。一个类的字节码在虚拟机中有且只有一个,也就是在第一次加载该类的时候会将类的字节码加载到java虚拟机中,而上面有三种方法可以从虚拟机 中获取类的字节码(PS:第三种方法最为常用),但是你别疑惑获取这个字节码干嘛嘛用,我们要反射嘛,说白了我们就是要来强暴这字节码 (Class)。。。。。(~ o ~)~zZ

    理解反射

    既然前面讲解了Class类,现在我们可以开始讲反射了。反射是什么呢?反射就是将类的各种成分映射成各种类,我们知道一个java类可以用一个 class的对象来表示,这个类的组成成分有名字、变量、构造方法等信息,我们当然可以用一个个java类的表示。换句话说,表示java类的Class 类提供了一系列的方法给我们用来获取其中的变量、方法、构造方法等信息,这些信息也有相应的类的实例来表示,也就是Field、Method、 Constructor等等。或者更通俗的说,Field就是java类中的所有变量的抽象、同理Method就是java类中所有方法的抽象,如果还是 看不懂,很正常,往下看代码估计更好理解。

    构造方法的反射

     1 public class Test{
     2     
     3     public static void main(String[] args) throws Exception {
     4         
     5         Class cls = Person.class;//获取Person类的字节码
     6         
     7         Constructor constructor1 = cls.getConstructor();//调用getConstructor()获取Person无参构造方法
     8         Person p1 = (Person) constructor1.newInstance();//通过调用newInstance()来执行无参构造方法
     9         
    10         Constructor constructor2 = cls.getConstructor(int.class);//调用getConstructor(*.class)获取Person带参构造方法
    11         Person p2 = (Person) constructor2.newInstance(1);//通过调用newInstance(int)来执行带参构造方法
    12     }
    13 
    14 }
    15 
    16 class Person{    
    17     public Person(){System.out.println("无参构造方法");}
    18     public Person(int i){System.out.println("带参构造方法");}
    19 }

    控制台输出:

    无参构造方法
    带参构造方法

      这里我们开始讲解一下,代码通过Person.class来获取Person类的字节码并将其保存在一个Class类的实例cls中,然后再通 过cls.getConstructor()来获取字节码中的构造方法并将其放入Constructor的实例constructor之中,很明显,这个 constructor并不是Person的构造方法,而是保存Person构造方法的一个实例,所以我们可以通过调用newInstance()来获取 保存在constructor中的person类的构造方法并执行,构造方法执行并返回一个Object的实例,并将其强转为Person并保存在 person的变量中,这就是调用反射来获取构造方法生成实例的全过程。

      在代码中,我们也可以知道怎么获取带参的构造方法,这是我们需要在getConstructor()是传入构造方法对应参数的字节码,例如代码 中Person(int i)我们需要传入一个int.class(或者是Integet.TYPE)的字节码提供给Class定位需要获取的构造方法。但是如果你比较贪心想获取 全部的构造方法,没问题,通过getConstructors():

    1 Class cls = Person.class;//获取Person类的字节码
    2 Constructor[] constructors = cls.getConstructors();//调用getConstructor()获取Person无参构造方法
    3 for(Constructor c : constructors){
    4   //Person p = c.newInstance(****);遍历执行构造方法
    5 }

    成员变量的反射

     1 public class Test{
     2     
     3     public static void main(String[] args) throws Exception {
     4         
     5         Person p = new Person("小红", 20);
     6         
     7         Class cls = Class.forName("com.net168.test.Person");
     8         Field fieldName = cls.getField("name");
     9         //fieldNmae的值是小红吗?错!它只是代表Person类身上name的这个变量,并没有对应到对象身上
    10 //        System.out.println(fieldNmae); 
    11         //fieldNmae不代表具体的值,只代表一个变量,所以我们需要传入一个person实例才能获取到其对应的值
    12         System.out.println(fieldName.get(p));
    13     }
    14 
    15 }
    16 
    17 class Person{    
    18     public Person(String name, int age){
    19         this.name = name;
    20         this.age = age;
    21     }
    22     public String name;
    23     private int age;//对于某些人来说,年龄是秘密!
    24 }

    跟构造方法的反射的实现差不多,我们也是先通过获取Person的字节码cls,然后从其中将Person的成员变量映射成一个Field类,在这 里我们将Person.name这个变量映射成fieldName这个对象,当然我们不可能单纯的从fieldName这个对象中获取咱们的“小红”,因 为fieldName是从cls中获取的而并不是从person的实例中获取的,所以它值并不是小红;而是我们可以通过小红这个person的实例p与 fieldName联系起来,也就是调用fieldName.get(p)才能获取小红这个字符串。

      但是我们如果想获取小红年龄呢,女人的年龄大多是秘密,私有变量我们也可以这样获取吗?修改下代码:

    1 Person p = new Person("小红", 20);
    2 Class cls = Class.forName("com.net168.test.Person");
    3 Field fieldAge = cls.getField("age");
    4 System.out.println(fieldAge.get(p));

    执行结果是:

    Exception in thread "main" java.lang.NoSuchFieldException: age
    at java.lang.Class.getField(Unknown Source)
    at com.net168.test.Test.main(Test.java:11)

    没有这个字段,明明是有这个age的字段呀!但是我们发现,原来这个女生的年龄是私有的,她就是不肯告诉咱们啊,那怎么办?她不想告诉我们,我们就没法知道了吗?屌丝是不会那么容易屈服的!所以我们可以稍作一点处理,如下:

    1 Person p = new Person("小红", 20);
    2 Class cls = Class.forName("com.net168.test.Person");
    3 Field fieldAge = cls.getDeclaredField("age");//获取类的私有变量
    4 fieldAge.setAccessible(true);//设置该私有变量可被外面访问
    5 System.out.println(fieldAge.get(p));

    可以通过getDeclaredField()来获取Person类的私有变量,而且我们还可以在获取到外界看不到的私有变量后,再通过 setAccessible(true)设置该私有变量可以被强制访问。暴力吧,JAVA的反射也被有些人叫做暴力反射。。。运行代码,我们就知道了小红 的芳龄 了:20

    成员方法的反射

      如果大家看懂了前面成员变量和构造方法的反射,基本上再了解成员方法的反射就没有什么困难了,不卖关子,还是先上下代码:

     1 public class Test{
     2     
     3     public static void main(String[] args) throws Exception {
     4         Person p = new Person();
     5         Class cls = p.getClass();//获取Person的字节码
     6         //获取setName()方法,需要传入参数为String
     7         Method method1 = cls.getMethod("setName", String.class);
     8         method1.invoke(p, "小明");//关联p,输入“小明”并执行该方法
     9         //获取getName()方法,无参则设为null
    10         Method method2 = cls.getMethod("getName", null);
    11         String name = (String) method2.invoke(p, null);//invoke返回的类型为Object
    12         System.out.println(name);
    13         //获取静态方法,由于静态方法只依赖与类,所以不需要提供具体的实例
    14         Method method3 = cls.getMethod("show", int.class);
    15 //        method3.invoke(p, 1);提供具体实例p也可通过编译
    16         method3.invoke(null, 1);
    17         
    18     }
    19 }
    20 
    21 class Person{    
    22     public String name;
    23     public String getName(){
    24         return name;
    25     }
    26     public void setName(String name){
    27         this.name = name;
    28         System.out.println("设置name值为:" + name);
    29     }
    30     public static void show(int i){
    31         System.out.println("这是一个静态方法:" + i);
    32     }
    33 }

    程序运行结果:

    设置name值为:小明
    小明
    这是一个静态方法:1

      在方法的反射中,我们是利用了Method这个类,由于跟构造方法类似,所以我不就再就获取有参无参的方法的不同之处进行讲解。总体来说,就是 通过Person的字节码获取到Person类中对应的方法并将其保存到Method的一个对象中,然后通过这个对象跟Person的具体实例进行搭配, 通过invoke()就可以调用到具体实例的对应方法。在这里我们需要注意的时静态方法的反射,由于静态方法属于一个类并不是属于特定的一个对象,所以我 们在调用静态方法的invoke()时,并不需要传入一个对象,当然你非要传入一个具体的实例也是没有关系的,答案依然正确。

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