反射知识点

野性酷女 2024-03-23 23:29 57阅读 0赞

## 一、Java反射机制是什么？ ##

### 1.1 反射原理 ###

**（1）Java反射机制（`Java Reflection`）是Java语言中一种`动态（运行时）访问、检测 & 修改它本身`的能力，主要作用是`动态（运行时）获取类的完整结构信息 & 调用对象的方法`~**  
**更简单点的说就是Java程序在运行时（动态）通过创建一个类的反射对象，再对类进行相关操作**，比如：

*  获取该对象的成员变量 & 赋值
 *  调用该对象的方法（含构造方法，有参/无参）
 *  判断该对象所属的类

**(2）一般情况下，我们使用某个类，都会知道这个类，以及要用它来做什么，可以直接通过`new`实例化创建对象，然后使用这个对象对类进行操作，这个就属于`正射`**

**(3)而反射则是一开始并不知道要初始化的是什么类，`无法使用new`来实例化创建对象，主要是通过JDK提供的反射API来实现，在运行时才知道要操作的是什么类，并且可以获取到类的完整构造以及调用对应的方法，这就是`反射`**

![在这里插入图片描述][ae442f2a473140f5b6ee1171278f8666.png]

### 1.2 反射例子 ###

代码如下：

package com.justin.java.lang;
    
    import java.lang.reflect.Constructor;
    import java.lang.reflect.Method;
    
    /**
     * @program: Jdk1.8 Test
     * @description: 正射、反射简单调用示例
     * @author: JustinQin
     * @create: 2021/8/22 13:23
     * @version: v1.0.0
     **/
    public class Student {
        
        private int id;
    
        public void setId(int id) {
        
            this.id = id;
        }
        public int getId() {
        
            return id;
        }
    
        public static void main(String[] args) throws Exception{
        
            //一、正射调用过程
            Student student = new Student();
            student.setId(1);
            System.out.println("正射调用过程Student id:" + student.getId());
    
            //二、反射调用过程
            Class clz = Class.forName("com.justin.java.lang.Student");
            Constructor studentConstructor = clz.getConstructor();
            Object studentObj = studentConstructor.newInstance();
            
            Method setIdMethod = clz.getMethod("setId", int.class);
            setIdMethod.invoke(studentObj, 2);
            Method getIdMethod = clz.getMethod("getId");
            System.out.println("正射调用过程Student id:" + getIdMethod.invoke(studentObj));
        }
    }

**输出结果：**

正射调用过程Student id:1
    反射调用过程Student id:2

**上述例子反射的调用过程，可以看到获取一个类的`反射对象`，主要过程为：**

*  获取类的`Class`实例对象
 *  根据Class实例对象获取`Constructor`对象
 *  再`根据Constructor对象的newInstance方法`获取到类的`反射对象`

**获取到类的反射对象后，就可以对类进行操作了。例如，上述示例中对类的方法进行调用过程为：**

*  根据`Class`实例对象获取到`类的Method对象`
 *  再根据`Method对象的invoke方法`调用到具体类的方法

**前面一点也提到了获取到类的Class实例对象，上面示例`反向调用过程`中我们是通过`Class.forName("类的全局定名")`这种方式来获取到类的Class实例对象，除了这种，常用的还有其他两种，往下讲解~**

## 二、Java反射机制中获取Class的三种方式及区别？ ##

![在这里插入图片描述][f4eda6de4d6d4ae6af6c7e189c24237c.png]

### 2.1 Class的几种获取方式 ###

**（1）获取类的**java.lang.Class**实例对象，常见的三种方式分别为：**

*  通过`MyClass.class`获取，这里的MyClass指具体类
 *  通过`Class.forName("类的全局定名")`获取，全局定名为包名+类名
 *  通过`new MyClass().getClass()`获取，这里的MyClass指具体类

**（2）通过`MyClass.class`获取，JVM会使用`ClassLoader`类加载器将类加载到内存中，但并不会做任何类的初始化工作，返回`java.lang.Class`对象**

**（3）通过`Class.forName("类的全局定名")`获取，同样，类会被JVM加载到内存中，并且会进行类的静态初始化工作，返回`java.lang.Class`对象**  
**（4）通过`new MyClass().getClass()`获取，这种方式使用了`new`进行实例化操作，因此静态初始化和非静态初始化工作都会进行，`getClass`方法属于`顶级Object`类中的方法，任何子类对象都可以调用，哪个子类调用，就返回那个子类的`java.lang.Class对象`**

PS： 这3种方式，最终在JVM堆区对应类的java.lang.Class对象都属于同一个，也就是内存地址相同，进行==双等号比较结果为true，原因是JVM类加载过程中使用的是同一个ClassLoader类加载器加载某个类，不论加载多少次，生成到堆区的java.lang.Class对象始终只有一个，除非自定义类加载器，破坏JVM的双亲委派机制，使得同一个类被不同类加载器加载，JVM才会把它当做两个不同的java.lang.Class对象

### 2.2 代码演示几种方式的区别 ###

**创建一个实体类，分别在实体类中创建类的`静态代码块`、`动态代码块`、`有参构造方法`、`无参构造方法`，方便测试几种方式的区别及内存地址是否相同**

**（1）实体类：**

private static final String staticStr = "Hi";
        private static int staticInt = 2021;
        private String id;
    
        static {
        
            System.out.println("静态代码块：staticStr=" + staticStr + ",staticInt=" + staticInt);
        }
    
        {
        
            System.out.println("动态代码块~");
        }
    
        public MyClass() {
        
            System.out.println("无参构造方法~");
        }
    
        public MyClass(String id) {
        
            System.out.println("有参构造方法~");
            this.id = id;
        }
    
        public String getId() {
        
            return id;
        }
    
        public void setId(String id) {
        
            this.id = id;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
        
            return "MyClass{" +
                    "id='" + id + '\'' +
                    '}';
        }
    }

**（2）单元测试类：**  
通过`@Test`注解对三种方式分别进行单元测试，再对这三种方式的组合进行单元测试

package com.justin.java.lang;
    
    import org.junit.Test;
    
    /**
     * @program: Jdk1.8Test
     * @description: Java反射机制中获取类的Class实例对象的常见三种方式及区别对比
     * @author: JustinQin
     * @create: 2021/8/22 15:04
     * @version: v1.0.0
     **/
    public class MyClassTest {
        
    
        @Test
        public void test1() {
        
            System.out.println("一、MyClass.class方式=========");
            Class<?> class1 = MyClass.class;
        }
    
        @Test
        public void test2() throws ClassNotFoundException {
        
            System.out.println("二、Class.forName方式=========");
            Class class2 = Class.forName("com.justin.java.lang.MyClass");
        }
    
    
        @Test
        public void test3() {
        
            System.out.println("三、new MyClass().getClass方式=========");
            Class class3 = new MyClass().getClass();
        }
    
        @Test
        public void test12() throws ClassNotFoundException {
        
            System.out.println("一、MyClass.class方式=========");
            Class<?> class1 = MyClass.class;
            System.out.println("二、Class.forName方式=========");
            Class class2 = Class.forName("com.justin.java.lang.MyClass");
        }
    
        @Test
        public void test13() {
        
            System.out.println("一、MyClass.class方式=========");
            Class<?> class1 = MyClass.class;
            System.out.println("三、new MyClass().getClass方式=========");
            Class class3 = new MyClass().getClass();
        }
    
        @Test
        public void test23() throws ClassNotFoundException {
        
            System.out.println("二、Class.forName方式=========");
            Class class2 = Class.forName("com.justin.java.lang.MyClass");
            System.out.println("三、new MyClass().getClass方式=========");
            Class class3 = new MyClass().getClass();
        }
    
        @Test
        public void test() throws ClassNotFoundException {
        
            System.out.println("四、三种方式内存地址比较=========");
            Class<?> class1 = MyClass.class;
            Class class2 = Class.forName("com.justin.java.lang.MyClass");
            Class class3 = new MyClass().getClass();
            System.out.println("比较结果=========");
            System.out.println("MyClass.class和Class.forName内存地址比较是否相同：" + (class1 == class2));
            System.out.println("MyClass.class和new MyClass().getClass内存地址比较是否相同：" + (class1 == class3));
            System.out.println("Class.forName和new MyClass().getClass内存地址比较是否相同：" + (class2 == class3));
        }
    }

**逐个执行单元，得出测试结果为：**

* test1()方法
    一、MyClass.class方式=========
    
    *  test2()方法
    二、Class.forName方式=========
    静态代码块：staticStr=Hi,staticInt=2021
    
    *  test3()方法
    三、new MyClass().getClass方式=========
    静态代码块：staticStr=Hi,staticInt=2021
    动态代码块~
    无参构造方法~
    
    *  test12()方法
    一、MyClass.class方式=========
    二、Class.forName方式=========
    静态代码块：staticStr=Hi,staticInt=2021
    
    *  test13()方法
    一、MyClass.class方式=========
    三、new MyClass().getClass方式=========
    静态代码块：staticStr=Hi,staticInt=2021
    动态代码块~
    无参构造方法~
    
    *  test23()方法
    二、Class.forName方式=========
    静态代码块：staticStr=Hi,staticInt=2021
    三、new MyClass().getClass方式=========
    动态代码块~
    无参构造方法~
    
    *  test()方法
    四、三种方式内存地址比较=========
    静态代码块：staticStr=Hi,staticInt=2021
    动态代码块~
    无参构造方法~
    比较结果=========
    MyClass.class和Class.forName内存地址比较是否相同：true
    MyClass.class和new MyClass().getClass内存地址比较是否相同：true
    Class.forName和new MyClass().getClass内存地址比较是否相同：true

通过`test1`、`test2`、`test3`的测试结果验证了`2.1 三种方式及区别`中黄色标记部分的区别说明，即：

*  `MyClass.class`不会做任何类的初始化工作
 *  `Class.forName`会进行类的静态初始化工作
 *  `new MyClass().getClass`静态初始化和非静态初始化工作都会进行
 *  使用这三种方式任意一种最终在JVM加载到内存中都会是`内存地址相同`的

而test23组合得到的测试结果，说明`静态代码块只会被加载一次`

## 三、Java反射机制的应用场景有哪些？ ##

![在这里插入图片描述][7a0a6ef0c7c5482ab62159e04b06c073.png]  
**其余先略**

[ae442f2a473140f5b6ee1171278f8666.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/13/7a177c2732714800868e59145f35012e.png
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