Java学习_反射
- 什么是反射?
- 反射就是Reflection,Java的反射是指程序在运行期可以拿到一个对象的所有信息。
- 反射是为了解决在运行期,对某个实例一无所知的情况下,如何调用其方法。
- JAVA反射机制是在运行状态中,对于任何一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法;对于任何一个对象,都能够调用它的任意方法和属性;这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射机制。
- Class类
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。Class cls = new Class(String);
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。JVM持有的每个Class
实例都指向一个数据类型(class
或interface
)。一个Class
实例包含了该class
的所有完整信息。┌───────────────────────────┐
│ Class Instance │──────> String
├───────────────────────────┤
│name = "java.lang.String" │
└───────────────────────────┘
┌───────────────────────────┐
│ Class Instance │──────> Random
├───────────────────────────┤
│name = "java.util.Random" │
└───────────────────────────┘
┌───────────────────────────┐
│ Class Instance │──────> Runnable
├───────────────────────────┤
│name = "java.lang.Runnable"│
└───────────────────────────┘┌───────────────────────────┐
│ Class Instance │──────> String
├───────────────────────────┤
│name = "java.lang.String" │
├───────────────────────────┤
│package = "java.lang" │
├───────────────────────────┤
│super = "java.lang.Object" │
├───────────────────────────┤
│interface = CharSequence...│
├───────────────────────────┤
│field = value[],hash,... │
├───────────────────────────┤
│method = indexOf()... │
└───────────────────────────┘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)。- 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;
如果有一个实例变量,可以通过该实例变量提供的
getClass()
方法获取。String s = "Hello";
Class cls = s.getClass();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");
- 方法一:直接通过一个
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。Integer n = new Integer(123); boolean b1 = n instanceof Integer; // true,因为n是Integer类型
boolean b2 = n instanceof Number; // true,因为n是Number类型的子类 boolean b3 = n.getClass() == Integer.class; // true,因为n.getClass()返回Integer.class
boolean b4 = n.getClass() == Number.class; // false,因为Integer.class!=Number.class用
instanceof
不但匹配指定类型,还匹配指定类型的子类。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。通常情况下,我们应该用instanceof
判断数据类型,因为面向抽象编程的时候,我们不关心具体的子类型。只有在需要精确判断一个类型是不是某个class
的时候,我们才使用==
判断class
实例。- 从
Class
实例获取获取的基本信息。1 public class Main {
2 public static void main(String[] args) {
3 printClassInfo("".getClass());
4 printClassInfo(Runnable.class);
5 printClassInfo(java.time.Month.class);
6 printClassInfo(String[].class);
7 printClassInfo(int.class);
8 }
9
10 static void printClassInfo(Class cls) {
11 System.out.println("Class name: " + cls.getName());
12 System.out.println("Simple name: " + cls.getSimpleName());
13 if (cls.getPackage() != null) {
14 System.out.println("Package name: " + cls.getPackage().getName());
15 }
16 System.out.println("is interface: " + cls.isInterface());
17 System.out.println("is enum: " + cls.isEnum());
18 System.out.println("is array: " + cls.isArray());
19 System.out.println("is primitive: " + cls.isPrimitive());
20 }
21 } - 获取到了一个
Class
实例,可以通过该Class
实例来创建对应类型的实例。// 获取String的Class实例:
Class cls = String.class;
// 创建一个String实例:
String s = (String) cls.newInstance();上述代码相当于
new String()
。通过Class.newInstance()
可以创建类实例,它的局限是:只能调用public
的无参数构造方法。带参数的构造方法,或者非public
的构造方法都无法通过Class.newInstance()
被调用。 动态加载
JVM在执行Java程序的时候,并不是一次性把所有用到的class全部加载到内存,而是第一次需要用到class时才加载。
- 访问字段
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)
1 public class Main {
2 public static void main(String[] args) throws Exception {
3 Class stdClass = Student.class;
4 // 获取public字段"score":
5 System.out.println(stdClass.getField("score"));
6 // 获取继承的public字段"name":
7 System.out.println(stdClass.getField("name"));
8 // 获取private字段"grade":
9 System.out.println(stdClass.getDeclaredField("grade"));
10 }
11 }
12
13 class Student extends Person {
14 public int score;
15 private int grade;
16 }
17
18 class Person {
19 public String name;
20 }
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。以
String
类的value
字段为例,它的定义是:public final class String {
private final byte[] value;
}用反射获取该字段的信息:
Field f = String.class.getDeclaredField("value");
f.getName(); // "value"
f.getType(); // class [B 表示byte[]类型
int m = f.getModifiers();
Modifier.isFinal(m); // true
Modifier.isPublic(m); // false
Modifier.isProtected(m); // false
Modifier.isPrivate(m); // true
Modifier.isStatic(m); // false
获取字段值
利用反射拿到字段的一个
Field
实例只是第一步,还可以拿到一个实例对应的该字段的值。例如,对于一个Person
实例,可以先拿到name
字段对应的Field
,再获取这个实例的name
字段的值。1 import java.lang.reflect.Field;
2
3 public class Main {
4
5 public static void main(String[] args) throws Exception {
6 Object p = new Person("Xiao Ming");
7 Class c = p.getClass();
8 Field f = c.getDeclaredField("name");
f.setAccessible(true);
9 Object value = f.get(p);
10 System.out.println(value); // "Xiao Ming"
11 }
12 }
13
14 class Person {
15 private String name;
16
17 public Person(String name) {
18 this.name = name;
19 }
20 }Object
get(Object obj)
返回指定对象上此字段
表示的字段的值。
设置字段值
- 设置字段值是通过
Field.set(Object, Object)
实现的,其中第一个Object
参数是指定的实例,第二个Object
参数是待修改的值。1 import java.lang.reflect.Field;
2
3 public class Main {
4
5 public static void main(String[] args) throws Exception {
6 Person p = new Person("Xiao Ming");
7 System.out.println(p.getName()); // "Xiao Ming"
8 Class c = p.getClass();
9 Field f = c.getDeclaredField("name");
10 f.setAccessible(true);
11 f.set(p, "Xiao Hong");
12 System.out.println(p.getName()); // "Xiao Hong"
13 }
14 }
15
16 class Person {
17 private String name;
18
19 public Person(String name) {
20 this.name = name;
21 }
22
23 public String getName() {
24 return this.name;
25 }
26 }
- 设置字段值是通过
- Java的反射API提供的
Field
类封装了字段的所有信息:- 通过
Class
实例的方法可以获取Field
实例:getField()
,getFields()
,getDeclaredField()
,getDeclaredFields()
; - 通过Field实例可以获取字段信息:
getName()
,getType()
,getModifiers()
; - 通过Field实例可以读取或设置某个对象的字段,如果存在访问限制,要首先调用
setAccessible(true)
来访问非public
字段。 - 通过反射读写字段是一种非常规方法,它会破坏对象的封装。
- 通过
- 调用方法
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)1 public class Main {
2 public static void main(String[] args) throws Exception {
3 Class stdClass = Student.class;
4 // 获取public方法getScore,参数为String:
5 System.out.println(stdClass.getMethod("getScore", String.class));
6 // 获取继承的public方法getName,无参数:
7 System.out.println(stdClass.getMethod("getName"));
8 // 获取private方法getGrade,参数为int:
9 System.out.println(stdClass.getDeclaredMethod("getGrade", int.class));
10 }
11 }
12
13 class Student extends Person {
14 public int getScore(String type) {
15 return 99;
16 }
17 private int getGrade(int year) {
18 return 1;
19 }
20 }
21
22 class Person {
23 public String getName() {
24 return "Person";
25 }
26 }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。
- 如果用反射来调用
substring
方法。1 import java.lang.reflect.Method;
2
3 public class Main {
4 public static void main(String[] args) throws Exception {
5 // String对象:
6 String s = "Hello world";
7 // 获取String substring(int)方法,参数为int:
8 Method m = String.class.getMethod("substring", int.class);
9 // 在s对象上调用该方法并获取结果:
10 String r = (String) m.invoke(s, 6);
11 // 打印调用结果:
12 System.out.println(r);
13 }
14 }
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