java反射所需要了解的基本知识点

爱被打了一巴掌 2024-03-31 15:28 85阅读 0赞

## 反射概述 ##

反射：`通过运行时操作元数据或对象，Java 可以灵活地操作运行时才能确定的信息`，**指程序可以访问、检测和修改它本身状态或行为的一种能力。**  
其相关类在下面这个包里面：**java.lang.reflect.\*;**

反射机制相关的重要的类：

1.  `java.lang.Class` 代表整个字节码。**代表一个类型，代表整个类。**
2.  `java.lang.reflect.Method` 代表字节码中的方法字节码。**代表类中的方法。**
3.  `java.lang.reflect.Constructor` 代表字节码中的构造方法字节码。**代表类中的构造方法**。
4.  `java.lang.reflect.Field` 代表字节码中的属性字节码。**代表类中的成员变量（静态变量+实例变量）**。

**`必须先获得Class才能获取Method、Constructor、Field。`**

## Class文件（反射原理） ##

每个类都会产生一个对应的Class对象，一般保存在.class文件中，`Class文件是一组以8字节为基础单位的二进制文件`

**Class对象仅在需要的时候才会加载，static初始化是在类加载时进行的**

`类加载时，类加载器首先会检查这个类的Class对象是否已被加载过，如果尚未加载，默认的类加载器就会根据类名查找对应的.class文件。`

*  虚拟机为每种类型管理一个独一无二的Class对象，`每个类（型）都有一个Class对象`。
 *  运行程序时，Java虚拟机(JVM)`首先检查所要加载的类对应的Class对象是否已经加载`。
 *  `如果没有加载，JVM就会根据类名查找.class文件，并将其Class对象载入`。  
    ![在这里插入图片描述][27bf2976164d4feebcd6e7539095c855.png]

**`特点`**：

1.  java八个`基本数据类型和关键字 void`也都`对应一个 Class 对象`
    
     *  八个基本数据类型：boolean、byte、char、short、int、long、float 和 double
2.  **每个数组属于被映射为 Class 对象的一个类，所有具有相同元素类型和维数的数组都共享该 Class 对象**
3.  **一般某个类的Class对象被载入内存，它就用来创建这个类的所有对象。**

**该方法的执行会导致类加载，类加载时，静态代码块执行**

推荐阅读：[https://juejin.cn/post/6917050648563777544\#comment][https_juejin.cn_post_6917050648563777544_comment]

## 获取Class对象 ##

### Object类的getClass()方法 ###

Person person = new Person();  
    Class<?> class1 = person.getClass();
    System.out.println( class1 );

运行结果

class com.app.Person

### Class类的中静态forName()方法 ###

Class<?> class2 = Class.forName("com.app.Person");
    System.out.println( class2 );

运行结果

class com.app.Person

#### T.class ####

如果T是一个Java类型，那么T.class就代表了匹配的类对象。

Class<?> class3 = Person.class;
    System.out.println( class3 );

运行结果

class com.app.Person

### 区别 ###

**`使用”.class”来创建Class对象的引用时，不会自动初始化该Class对应类，使用forName()会自动初始化该Class对应类。`**

## 获取所有的方法：getMethods( ) ##

//创建类
    Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");
    //获取所有的公共的方法
    Method[] methods = 	class1.getMethods() ;
    for (Method method : methods) {
        
    	System.out.println( method );
    }

运行结果会将该方法的自定义的所有方法和父类Object的所有方法进行输出

## 获取某个方法：getMethod(“方法名”) ##

//创建类
    Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");
    //获取所有的公共的方法
    Method method = class1.getMethod("getName");
    System.out.println( method );

运行结果会将该方法的getName方法输出

## 获取所有实现的接口：getInterfaces() ##

//创建类
    Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");
    //获取所有的接口
    Class<?>[] interS = class1.getInterfaces() ;
    for (Class<?> class2 : interS ) {
        
    	System.out.println( class2 );
    }

## 获取父类：getSuperclass() ##

/创建类
    Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");
    //获取父类
    Class<?> superclass = class1.getSuperclass() ;
    System.out.println( superclass );

## 获取所有具有public属性的构造函数：getConstructors() ##

**返回所有具有public属性的构造函数数组**

//创建类
    Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");
    //获取所有的构造函数
    Constructor<?>[] constructors = class1.getConstructors() ;
    for (Constructor<?> constructor : constructors) {
        
    	System.out.println( constructor );
    }

## 获取所有的属性：getDeclaredFields(); ##

`获得某个类的所有申明的字段，即包括public、private和proteced，但是不包括父类的申明字段。`

//创建类
    Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");
    //取得本类的全部属性
    Field[] field = class1.getDeclaredFields();
    for (Field field2 : field) {
        
    	System.out.println( field2 );
    }

输出的结果也可以看出来其修饰符

## 获取公共属性：getFields(); ##

getFields()获得某个类的所有的公共（public）的字段，包括父类。

//创建类
    Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");
    //取得本类的全部属性
    Field[] field = class1.getFields();
    for (Field field2 : field) {
        
    	System.out.println( field2 );
    }

输出的结果也可以看出来其修饰符，但是只有public的内容

## 创建实例：newInstance() ##

//创建类
    Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");;
    //创建实例化：相当于 new 了一个对象
    Object object = class1.newInstance() ;
    //向下转型
    Person person = (Person) object ;

### newInstance()和new的区别 ###

区别1：

1.  **前者是使用类加载机制，后者是创建一个新类**
2.  为什么会有两种创建对象方式：
    
     *  **要考虑到软件的可伸缩、可扩展和可重用等软件设计思想**：Java中工厂模式经常使用newInstance()方法来创建对象

区别2：

1.  **从JVM的角度看，我们使用关键字new创建一个类的时候，这个类可以没有被加载**
2.  但是使用newInstance()方法的时候，就必须保证：（**两个步骤的正是Class的静态方法forName()所完成**）
    
     *  这个类已经加载；
     *  这个类已经连接了。

区别3：

1.  **在调用class的静态加载方法forName时获得更好的灵活性，提供给了一种降耦的手段。**

一句话描述：

1.  `newInstance: 弱类型。低效率。只能调用无参构造`。
2.  `new: 强类型。相对高效。能调用任何public构造`。

## `执行某对象的某个方法：invoke()` ##

作用：`调用包装在当前Method对象中的方法。`

原型：

Object invoke（Object obj,Object...args）

参数解释：

1.  obj：实例化后的对象
2.  args：用于方法调用的参数

返回：`根据obj和args调用的方法的返回值`

### 方法说明 ###

一：`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`；**如果底层方法所需的形参数为 0，则所提供的 args 数组长度可以为 0 或 null**

二：**第一个参数是隐式参数**(比如this，传进你要委托的对象)；**其余的可变参数提供了显式参数**(Java SE 5.0以前没有可变参数，必须传递对象数组或者null)；`对于静态方法（属于类），第一个参数设置为null，作为隐式参数来传递`

三：`如果有返回类型，invoke方法将返回一个名义上的Object类型，实际类型由方法内部决定，所以还要进行强制类型转换`；

1.  如果返回类型是基本类型，为了统一返回类型，将会返回其包装器类型，如下
    
        //省略显式参数，因为没有形参，不需要实参传入
        double s = (Double)m2.invoke(harry)

### 举例 ###

#### 执行某个类的静态方法 ####

**nvoke的一个参数是null，因为这是静态方法，不需要借助实例运行**

// 获取Integer.parseInt(String)方法，参数为String:
    Method m = Integer.class.getMethod("parseInt", String.class);
    // 调用该静态方法并获取结果:
    Integer n = (Integer) m.invoke(null, "12345");
    // 打印调用结果:
    System.out.println(n);

#### 执行某对象的方法 ####

**owner对象中带有参数args的method方法。返回值是Object，也既是该方法的返回值**

public Object newInstance(String className, Object[] args) throws Exception {
         
    	//这个对象的Class
    	Class ownerClass = owner.getClass();
    
    	// 配置参数的Class数组，作为寻找Method的条件
    	Class[] argsClass = new Class[args.length];  
    	for (int i = 0, j = args.length; i < j; i++) {
          
    	    argsClass[i] = args[i].getClass();  
    	}
    	//过methodName和参数的argsClass（方法中的参数类型集合）数组得到要执行的Method。
    	Method method = ownerClass.getMethod(methodName, argsClass); 
    	// 执行该Method.invoke方法的参数是执行这个方法的对象owner，和参数数组args
    	return method.invoke(owner, args);
    }

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