【Java学习】Java反射机制以及实现简单框架（暴力反射）

古城微笑少年丶 2021-10-03 02:30 379阅读 0赞

### Java反射机制：JAVA反射机制是在运行状态中，对于任意一个[实体类][Link 1]，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][Link 2]。 ###

### 反射的好处： ###

###       1.可以在程序运行过程中，操作这些对象。 ###

###       2.可以进行解耦，提高程序的扩展性。 ###

*  ### Java代码在计算机中的三个阶段 ###

1. Sources源代码阶段：\*.java被编译成\*.class字节码文件。

2.Class类对象阶段：\*.class字节码文件被类加载器加载进内存，并将其封装成Class对象（用于描述在内存中描述字节码文件），

Class对象将原字节码文件中的成员变量，构造函数，方法等的做了封装。

3.Runtime运行阶段：创建对象的过程new

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzI3MTA4Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

*  ###  讲解获取Class对象的方式 ###

获取Class对象的三种方式对应着java代码在计算机中的三个阶段：

*  源代码阶段

Class.forName("全类名")：将字节码文件加载进内存，返回Class对象。

*  Class类对象阶段

类名.class:通过类名的属性class获取

*  Runtime运行时阶段

对象.getClass():getClass()方法是定义在Object类中的方法。

结论：同一个字节码文件(\*.class)在一次程序运行过程中，只会被加载一次，无论通过哪一种方式获取的Class对象都是同一个。

测试代码：

package com.company.reflect;
    
    import com.company.reflect.domain.Person;
    
    /**
     * ⊙﹏⊙&&&&&&⊙▽⊙
     *
     * @Auther: pangchenbo
     * @Date: 2020/5/9 10:37
     * @Description:
     */
    public class ReflectDemo {
        public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
            //方式一：Class.forName("全类名")
            Class<?> aClass = Class.forName("com.company.reflect.domain.Person");
            System.out.println(aClass);
            //方式二：类名.class
            Class<Person> personClass = Person.class;
            System.out.println(personClass);
            //方式三：对象.getClass()
            Person person = new Person();
            Class<? extends Person> aClass1 = person.getClass();
            System.out.println(aClass1);
            //比较 == 三个对象
            System.out.println(aClass == aClass1);
            System.out.println(personClass==aClass1);
        }
    }

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzI3MTA4Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

两个true表示Class对象是同一个。

*  ###  获取Class对象功能 ###

（1）获取成员变量们
    		Field[] getFields() ：获取所有public修饰的成员变量
    		Field getField(String name)   获取指定名称的 public修饰的成员变量
    
    		Field[] getDeclaredFields()  获取所有的成员变量，不考虑修饰符
    		Field getDeclaredField(String name)
    （2）获取构造方法们
    		Constructor<?>[] getConstructors()  
    		Constructor<T> getConstructor(类<?>... parameterTypes)  
    
    		Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()  
    		Constructor<T> getDeclaredConstructor(类<?>... parameterTypes)  
    （3）获取成员方法们
    		Method[] getMethods()  
    		Method getMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)  
    
    		Method[] getDeclaredMethods()  
    		Method getDeclaredMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)

*  ###  Field：成员变量 ###

先写一个测试类

public class Person {
        private String name;
        private int age;
        public String a;
        protected String b;
        String c;
        private String d;
    
        public Person() {
    
        }
    
        public Person(String name, Integer age) {
            this.name = name;
            this.age = age;
        }
    
        public String getName() {
            return name;
        }
    
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
    
        public int getAge() {
            return age;
        }
    
        public void setAge(int age) {
            this.age = age;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return "Person{" +
                    "name='" + name + '\'' +
                    ", age=" + age +
                    ", a='" + a + '\'' +
                    ", b='" + b + '\'' +
                    ", c='" + c + '\'' +
                    ", d='" + d + '\'' +
                    '}';
        }
        //无参方法
        public void eat(){
            System.out.println("eat...");
        }
    
        //重载有参方法
        public void eat(String food){
            System.out.println("eat..."+food);
        }
    }

*  获取所有的public修饰的成员变量

//0.获取Person对象
            Class<Person> personClass = Person.class;
            //1.获取所有public修饰的成员变量
            Field[] fields = personClass.getFields();
            for (Field field : fields) {
                System.out.println(field);
            }

![2020050917325871.png][]

*  获取特定的成员变量（public）

//2.Field getField(String name)
            Field a = personClass.getField("a");
            //获取成员变量a 的值 [也只能获取公有的，获取私有的或者不存在的字符会抛出异常]
            Person person = new Person();
            Object o = a.get(person);
            System.out.println("o  value: "+o);
            //设置属性a的值
            a.set(person,"haha");
            System.out.println(person);

![20200509173350461.png][]

*  获取全部的成员变量

//Field[] getDeclaredFields()：获取所有的成员变量，不考虑修饰符
            Field[] declaredFields = personClass.getDeclaredFields();
            for (Field declaredField : declaredFields) {
                System.out.println(declaredField+" ");
            }
            System.out.println("==============================");

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzI3MTA4Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

*  获取特定的成员变量，在这里如果需要对private进行修改，就必须进行暴力反射，将

d.setAccessible(true);设置为true

System.out.println("==============================");
            Field d = personClass.getDeclaredField("d");
            d.setAccessible(true);//暴力反射
            d.get(person);
            d.set(person,"222");
            System.out.println(person);

![20200509173436455.png][]

*  ###  普通方法获取 ###

获取指定名称的方法（不带参数的获取）

Class<Person> personClass = Person.class;
            //获取指定名称的方法
            Method eat = personClass.getMethod("eat");
            Person person = new Person();
            eat.invoke(person);//执行方法

![202005091739379.png][]

获取指定名称的方法（带参数获取）

//获取具有参数的构造方法
            Method eat1 = personClass.getMethod("eat", String.class);
            eat1.invoke(person,"fans");
            System.out.println("===============================");

![20200509173946494.png][]

获取方法列表

Method[] methods = personClass.getMethods();
            for (Method method : methods) {
                System.out.println(method);//继承的方法也会被访问（前提是方法是public）
            }

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzI3MTA4Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

如果设置的方法中含有私有的方法，也可以设置d.setAccessible(true);设置为true，然后就可以访问私有方法。

*  ### 构造方法 ###
 *  获取无参数的构造器

Class<Person> personClass = Person.class;
            //Constructor<?>[] getConstructors()
            Constructor<?>[] constructors = personClass.getConstructors();
            for (Constructor<?> constructor : constructors) {
                System.out.println(constructor);
            }
            //Constructor<T> getConstructor(类<?>... parameterTypes)
            //获取无参
            Constructor<Person> constructor1 = personClass.getConstructor();
            System.out.println(constructor1);
                //利用获取的构造器创建对象
            Person person = constructor1.newInstance();
            System.out.println(person);

![20200509174551558.png][]

*  获取有参数的构造器

//获取有参
            Constructor<Person> constructor = personClass.getConstructor(String.class,Integer.class);
            System.out.println(constructor);
            Person person1 = constructor.newInstance("PCB",100);
            System.out.println(person1);
            //理应Class类对象进行对象的构建获取
            Person person2 = personClass.newInstance();
            System.out.println(person2);
            //对于getDeclaredConstructor方法和getDeclaredConstructors方法,此外在构造器的对象内也有setAccessible(true);方法，并设置成true就可以操作了。

![20200509174655701.png][]

*  ###  设计简单的框架，理解反射的好处 ###

准备测试类

package com.company.reflect.domain;
    
    /**
     * ⊙﹏⊙&&&&&&⊙▽⊙
     *
     * @Auther: pangchenbo
     * @Date: 2020/5/9 13:27
     * @Description:
     */
    public class Student {
        public void sleep(){
            System.out.println("sleep...");
        }
    }

准备文件properties文件

className = com.company.reflect.domain.Student
    methodName = sleep

*   需求

写一个"框架"，不能改变该类的任何代码的前提下，可以帮我们创建任意类的对象，并且执行其中任意方法。

*  实现

> （1）配置文件 （2）反射

*  步骤

> （1）将需要创建的对象的全类名和需要执行的方法定义在配置文件中 （2）在程序中加载读取配置文件 （3）使用反射技术来加载类文件进内存 （4）创建对象 （5）执行方法

package com.company.reflect.反射案例;
    
    import java.io.IOException;
    import java.io.InputStream;
    import java.lang.reflect.Method;
    import java.util.Properties;
    
    /**
     * ⊙﹏⊙&&&&&&⊙▽⊙
     *
     * @Auther: pangchenbo
     * @Date: 2020/5/9 13:30
     * @Description:
     */
    public class ReflectTest {
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            /**
             * 前提：不能改变该类的任何代码。可以创建任意类的对象，可以执行任意方法
             */
            //1.加载配置文件
            //1.1创建Properties对象
            Properties properties = new Properties();
            //1.2加载配置文件，转换为一个集合
            //1.2.1获取class目录下的配置文件  使用类加载器
            ClassLoader classLoader = ReflectTest.class.getClassLoader();
            InputStream resourceAsStream = classLoader.getResourceAsStream("pro.properties");
            properties.load(resourceAsStream);
            //2.获取配置文件中定义的数据
            String className = properties.getProperty("className");
            String methodName = properties.getProperty("methodName");
    
            //加载类到内存中
            Class<?> aClass = Class.forName(className);
            //创建对象
            Object o = aClass.newInstance();
            //获取对象方法
            Method method = aClass.getMethod(methodName);
            //执行方法
            method.invoke(o);
    
        }
    }

![2020050917521036.png][]

改变配置文件

className = com.company.reflect.domain.Person
    methodName = eat

![20200509175301411.png][]

*  好处

我们这样做有什么好处呢，对于框架来说，是人家封装好的，我们拿来直接用就可以了，而不能去修改框架内的代码。但如果我们使用传统的new形式来实例化，那么当类名更改时我们就要修改Java代码，这是很繁琐的。修改Java代码以后我们还要进行测试，重新编译、发布等等一系列的操作。而如果我们仅仅只是修改配置文件，就来的简单的多，配置文件就是一个实实在在的物理文件。

[Link 1]: https://baike.sogou.com/lemma/ShowInnerLink.htm?lemmaId=2890489&ss_c=ssc.citiao.link
[Link 2]: https://baike.sogou.com/lemma/ShowInnerLink.htm?lemmaId=11010065&ss_c=ssc.citiao.link
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzI3MTA4Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20211003/82fb616157fc413bb6e31eedeb29cdd9.png
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