反射的概念

反射的引入：

Object obj = new Student();

若程序运行时接收到外部传入的一个对象，该对象的编译类型是Object，但程序又需要调用该对象运行类型的方法：

1.若编译和运行类型都知道，使用 instanceof判断后，强转。

2.编译时根本无法预知该对象属于什么类，程序只能依靠运行时信息来发现对象的真实信息，这时就必须使用反射了。

3.要是想得到对象真正的类型，就得使用反射。

什么是反射机制？  

        简单的来说，反射机制指的是程序在运行时能够获取自身的信息。在java中，只要给定类的名字，那么就可以通过反射机制来获得类的所有信息。

反射机制的优点与缺点：  

        为什么要用反射机制？直接创建对象不就可以了吗，这就涉及到了动态与静态的概念  

       静态编译：在编译时确定类型，绑定对象,即通过。  

       动态编译：运行时确定类型，绑定对象。动态编译最大限度发挥了java的灵活性，体现了多态的应用，有以降低类之间的藕合性。  

       一句话，反射机制的优点就是可以实现动态创建对象和编译，体现出很大的灵活性，特别是在J2EE的开发。

它的缺点是对性能有影响。

使用反射基本上是一种解释操作，我们可以告诉JVM，我们希望做什么并且它满足我们的要求。这类操作总是慢于只直接执行相同的操作。

 

Class类和Class类实例

 

Java程序中的各个Java类属于同一类事物,描述这类事物的Java类就是Class类。

对比提问：众多的人用一个什么类表示？众多的Java类用一个什么类表示？

人  Person

Java类  Class

对比提问： Person类代表人，它的实例对象就是张三，李四这样一个个具体的人，Class类代表Java类，它的各个实例对象又分别对应什么呢？

对应各个类在内存中的字节码，例如，Person类的字节码，ArrayList类的字节码，等等；

一个类被类加载器加载到内存中，占用一片存储空间，这个空间里面的内容就是类的字节码，不同的类的字节码是不同的，所以它们在内存中的内容是不同的；

用类来描述对象，类：描述数据的结构

用元数据来描述Class，MetaData(元数据):描述数据结构的结构;

反射就是得到元数据的行为;

 

 

备注：一个类在虚拟机中只有一份字节码；

 

获得Class对象

 

如何得到各个字节码对应的实例对象？

每个类被加载后，系统会为该类生成对应的Class对象，通过Class对象可以访问到JVM中的这个类，

3种方式：

1、调用某个类的class属性获取Class对象，如Date.class会返回Date类对应的Class对象(其实就是得到一个类的一份字节码文件)；

2、使用Class类的forName(String className)静态方法，className表示全限定名；如String的全限定名:java.lang.String;

3、调用某个对象的getClass()方法。该方法属于Object类；

Class<?> clz = new Date().getClass();

public class ClassDemo1 {

   public static void main(String[] args) throws Exception {

      //获得Class对象的方法（三种）

      //一：调用属性

      Class<String> c = String.class;

      System.out.println(c);//打印结果：class java.lang.String          String.class就表示JVM中一份表示String类的字节码

      Class<String> c2 = String.class;

      System.out.println(c == c2);//true都是String类的字节码        一个类在虚拟机中只有一份字节码；

     

      //二：使用forName()方法

      //Class cla = Class.forName("String");//ERROR,

      Class<String> cla =  (Class<String>)Class.forName("java.lang.String");//必须用上全限定名，否则报错

      System.out.println(c == cla);//true

     

      //三：利用对象调用Object的getClass方法；

      Class c3 = new String().getClass();

      System.out.println(c == c3);//ture

   }

}

 

我的总结：获取Class对象最常用的是利用属性的方法！

九个预定义Class对象

 

基本的 Java 类型（boolean、byte、char、short、int、long、float 、double）和关键字void通过class属性也表示为 Class 对象；

Class类中boolean isPrimitive() :判定指定的 Class 对象是否表示一个基本类型。

包装类和Void类的静态TYPE字段；

Integer.TYPE == int.class ;         

Integer.class == int.class;      

 数组类型的Class实例对象：

Class<String[]> clz = String[].class;

数组的Class对象如何比较是否相等? 数组的维数和数组的类型;

Class类中 boolean isArray() ：判定此 Class 对象是否表示一个数组类型。

public class PreClassDemo2 {
   public static void main(String[] args) {
      Class<?> in = int.class;
      System.out.println(in);//int
      Class<?> in2 = Integer.class;
      //包装类都有一个常量TYPE，用来表示其基本数据类型的字节码
      Class<?> in3 = Integer.TYPE;
      System.out.println(in2);//class java.lang.Integer

      System.out.println(in3);//int

      System.out.println(in3 == in);//true 包装类都有一个常量TYPE，用来表示其基本数据类型的字节码，所以这里会相等！

      System.out.println(in3 == in2);//false

      Class<String[]> s = String [].class;

      Class<int[]> i = int [].class;

      //System.out.println(i ==s);//编译根本就通过不了，一个是int，一个是String

   }

   //这两个自定义的方法是可以的，一个int，一个Integer//包装类与基本数据类型的字节码是不一样的
   public void show(int i){}
   public void show(Integer i){}

}

利用Class获取类的属性信息

import java.lang.reflect.Modifier;
 

class A {

}

interface B{

}

interface C{

}

public class BaseDemo3 extends A implements B,C{
   //内部类
   public class C{}
   public interface D{}
   public static void main(String[] args) {
      //类可以，接口也可以
      Class<BaseDemo3> c = BaseDemo3.class;
      System.out.println(c);//class junereflect624.BaseDemo3
      //得到包名
      System.out.println(c.getPackage());//package junereflect62;
      //得到全限定名
      System.out.println(c.getName());//junereflect624.BaseDemo3
      //得到类的简称
      System.out.println(c.getSimpleName());//BaseDemo3
      //得到父类
      /**
       * Class<? super T> getSuperclass() 此处super表示下限
               返回表示此 Class 所表示的实体（类、接口、基本类型或 void）的超类的 Class。
       */
      System.out.println(c.getSuperclass().getSimpleName());//A,先获取父类，再获取父类的简称
      //得到接口
   System.out.println(c.getInterfaces());//[Ljava.lang.Class;@1b60280
      Class[] arr = c.getInterfaces();
      for (Class cla : arr) {
         System.out.println(cla);//interface junereflect624.B   interface junereflect624.C
      }
      //获得public修饰的类
      /**
       * Class<?>[] getClasses()
                返回一个包含某些 Class 对象的数组，这些对象表示属于此 Class 对象所表示的类的成员的所有公共类和接口。 （如果内部类前面没有加上public的话那么得不到！）
       */
      Class[] cl = c.getClasses();
      System.out.println(cl.length);//在内部类没有加上public修饰的时候长度为0，加上就是2(获取的是公共的)
      for (Class class1 : cl) {
         System.out.println(class1);
      }
      //获得修饰符
      int i = c.getModifiers();
      System.out.println(i);//常量值1表示public
      System.out.println(Modifier.toString(i));//直接打印出public
   }
}

Class中得到构造方法Constructor、方法Method、字段Field

常用方法：

Constructor类用于描述类中的构造方法：

Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)

返回该Class对象表示类的指定的public构造方法;

Constructor<?>[] getConstructors()

返回该Class对象表示类的所有public构造方法;

Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes)

返回该Class对象表示类的指定的构造方法,和访问权限无关;

Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()

返回该Class对象表示类的所有构造方法,和访问权限无关;

 

Method类用于描述类中的方法：

Method getMethod(String name, Class<?> ... parameterTypes)

返回该Class对象表示类和其父类的指定的public方法;

Method[] getMethods()： 

返回该Class对象表示类和其父类的所有public方法;

Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)

返回该Class对象表示类的指定的方法。和访问权限无关，但不包括继承的方法;

Method[] getDeclaredMethods(): 获得类所有的方法，包括公共、保护、默认（包）访问和私有方法，但不包括继承的方法;

 

Eg：

import java.lang.reflect.Constructor;

class Emp{
   private String name;
   private int age;
   private Emp() {
   }
   Emp(String name){
   }
   public Emp(String name,int age){
   }
}

 

public class ConstructorDemo4 {
   public static void main(String[] args) throws Exception {
      //得到所有的构造器（先得到类）
      Class<Emp> c = Emp.class;
      /**
       * Constructor<?>[] getConstructors()
               返回一个包含某些 Constructor 对象的数组，这些对象反映此 Class 对象所表示的类的所有公共构造方法。
       */
      Constructor[] con = c.getConstructors();//前面的修饰符必须是public才可以在这个方法下获取到
      for (Constructor cons : con) {
         System.out.println("c.getConstructors()"+cons);//如果上面的某构造器public去掉，则显示不出
         /**打印
            public junereflect624.Emp(java.lang.String,int)
          */
      }

      //得到指定的构造器,也是必须public
      Constructor c1 = c.getConstructor(String.class,int.class);
      System.out.println(c1);//public junereflect624.Emp(java.lang.String,int)

System.out.println("====================================");

   //现在想获得不受public影响的,getDeclaredConstructors(),暴力反射
     
      con = c.getDeclaredConstructors();
      for (Constructor cons : con) {
System.out.println("c.getDeclaredConstructors()=="+cons);//此时不受修饰符的影响
         /**打印
          *  public junereflect624.Emp()
            public junereflect624.Emp(java.lang.String)
            public junereflect624.Emp(java.lang.String,int)
          */
      }
   }
}

 

import java.lang.annotation.Annotation;

import java.lang.reflect.Field;

import java.lang.reflect.Method;

class AB{

   protected String name;

   protected String id;

}

@Deprecated

public class MethodDemo5 extends AB{
   void show(){}
   public void say(){}
   private int age;
   public char c;
   private boolean b;
   public static void main(String[] args) throws Exception {
      Class<MethodDemo5> c = MethodDemo5.class;
      //获取所有的（包含父类的方法）public修饰的方法
      Method[] m = c.getMethods();
      for (Method method : m) {
         System.out.println(method);
      }
      //总结：4个方法，获取全部，获取特定；不受修饰符影响的全部，不受修饰符影响的特定；（前两个都还是受限制的）
      //获取指定的方法
      Method me = c.getMethod("main", String[].class);
      System.out.println("main "+me);//main public static void junereflect624.MethodDemo5.main(java.lang.String[]) throws java.lang.Exception
      //访问所有方法，不受访问权限影响
      m = c.getDeclaredMethods();
      for (Method method : m) {
         System.out.println("不受影响的："+method);
      }
      me = c.getDeclaredMethod("show");
      System.out.println(me);//void junereflect624.MethodDemo.show()
      me = c.getMethod("toString");
      System.out.println(me);//public java.lang.String java.lang.Object.toString()
      /**
       * Method[] getDeclaredMethods()
                返回 Method 对象的一个数组，这些对象反映此 Class 对象表示的类或接口声明的所有方法，包括公共、保护、默认（包）访问和私有方法，但不包括继承的方法,只可以对当前类有效
       */
      /*me = c.getDeclaredMethod("toString");//ERROR,c.getDeclaredMethod()不能得到继承的方法
      System.out.println(me);//public java.lang.String java.lang.Object.toString()
       */
      //得到字段
      Field[] f = c.getFields();
      for (Field field : f) {//只得到了public的
         System.out.println("字段"+field);
      }
      //特定字段
      Field fi = c.getField("c");//""里面是名称
      System.out.println(fi);//public char junereflect624.MethodDemo.c
      //得到不受限定名限定的全部字段
      f = c.getDeclaredFields();
      for (Field field : f) {//得到不受修饰符限定的字段，但是只对当前类有效
         System.out.println("全部字段："+field);
         /**
          * 全部字段：private int junereflect624.MethodDemo.age
          * 全部字段：public char junereflect624.MethodDemo.c
          * 全部字段：private boolean junereflect624.MethodDemo.b
          */
      }
      //注释  Annotation
       Annotation[] a = c.getAnnotations();
       System.out.println(a.length);
       for (Annotation annotation : a) {
         System.out.println(annotation);
      }
       //特定注解
       Deprecated d = c.getAnnotation(Deprecated.class);
       System.out.println(d);
   }
}

获取当前对象的字段：

import java.lang.reflect.Field;
class Stu{
   public String name;
   public String sex;
   public int age;
   public Stu(String name, String sex, int age) {
      super();
      this.name = name;
      this.sex = sex;
      this.age = age;
   }
}

public class ReflectDemo6 {
   public static void main(String[] args) throws Exception {
      Stu s = new Stu("刘昭", "男", 12);
      Class<Stu> c = Stu.class;
      Field f = c.getField("name");
      System.out.println(f.get(s));从哪个对象身上取！此时显示刘昭！
// 修改对象的值
/**
Field f = c.getField("name");
      f.set(s,"章泽天");
System.out.println(f.get(s));//从哪个对象身上取！//此时显示章泽天
*/

   }

}

我的总结：对于方法，字段，构造方法之类用类获取记住四个：获取全部，获取特定，暴力获取全部，暴力获取特定！

利用反射创建对象

创建对象：

1、使用Class对象的newInstance()方法创建该Class对象的实例，此时该Class对象必须要有无参数的构造方法。

2、使用Class对象获取指定的Constructor对象，再调用Constructor的newInstance（）方法创建对象类的实例，此时可以选择使用某个构造方法。如果这个构造方法被私有化起来，那么必须先申请访问，将可以访问设置为true；

Eg：

最简单的：

class User{
//将默认的构造方法私有化的话就不可以再创建对象，两种方法都是这样
   /*private User(){}*/
   public String toString() {
      return "User对象创建成功！";
   }
}

public class NewInstanceDemo6 {
   public static void main(String[] args) throws Exception {
      //传统方式创建对象
       System.out.println(new User());
       //使用反射的方式
       Class<User> c = User.class;
       User u = c.newInstance();（直接newInstance的话必须保证默认的构造方法正常存在，也就是没有被私有化！这是前提条件）
       System.out.println(u);
   }
}

复杂点的：更强大的第二种：

使用指定构造方法来创建对象:

获取该类的Class对象。

利用Class对象的getConstructor()方法来获取指定的构造方法。

调用Constructor的newInstance()方法创建对象。

AccessibleObject对象的setAccessible(boolean flag)方法,当flag为true的时候，就会忽略访问权限(可访问私有的成员)。

其子类有Field, Method, Constructor;

若要访问对象private的成员？

在调用之前使用setAccessible(true),

       Xxx x = getDeclaredXxxx();//才能得到私有的类字段.

总结步骤：

1. 获取该类的Class对象。
2. 利用Class对象的getConstructor()方法来获取指定的构造方法。
3. 申请访问（设置为可访问）
4. 调用Constructor（构造方法）的newInstance()方法创建对象。

例子

import java.lang.reflect.Constructor;

class Per{
   private String name;
   private int age;
   private Per(){  
   }
   private Per(String name){
   }
   public String toString() {
      return "对象！！！";
   }
}

public class NewInstanceDemo7 {
   public static void main(String[] args) throws Exception {
      Class<Per> c = Per.class;
      //System.out.println(c.newInstance());;//证明利用无参的可以
      先获得需要被调用的构造器(private 修饰的构造方法)
      Constructor<Per> con = c.getDeclaredConstructor();//调用默认的，什么都不要写
      System.out.println(con);//private junereflect624.Per()
      /*con = c.getDeclaredConstructor(String.class);获取指定的构造方法
      System.out.println(con);//private junereflect624.Per(java.lang.String)*/    
      //现在只需要执行这个构造器，
      /**
       *  T newInstance(Object... initargs)
            使用此 Constructor 对象表示的构造方法来创建该构造方法的声明类的新实例，并用指定的初始化参数初始化该实例。
       */
      //私有的成员是受保护的,不能直接访问
      //若要访问私有的成员,得先申请一下
      con.setAccessible(true);//允许访问
      Per p = con.newInstance();//成功，通过私有的受保护的构造方法创建了对象
      System.out.println("无参构造方法"+p);
      con = c.getDeclaredConstructor(String.class);
      System.out.println(con);//private junereflect624.Per(java.lang.String);              
      con.setAccessible(true);//允许访问
      p = con.newInstance("liuzhao");//成功，通过私有的受保护的构造方法创建了对象
      System.out.println("String构造方法"+p);
   }
}

备注：对于此时的话，单例模式就不再安全了！反射可破之！！

使用反射调用方法

每个Method的对象对应一个具体的底层方法。获得Method对象后，程序可以使用Method里面的invoke方法来执行该底层方法。

Object invoke(Object obj,Object ... args):obj表示调用底层方法的对象，后面的args表示传递的实际参数。

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,想想为什么?

如果底层方法所需的形参个数为 0，则所提供的 args 数组长度可以为 0 或 null。

不写,null,或 new Object[]{}

若底层方法返回的是数组类型,invoke方法返回的不是底层方法的值,而是底层方法的返回类型;

import java.lang.reflect.Method;

class Dept{
   public String show(String name){//用反射的方法来调用正常的方法
      return name+"，您好！";
   }
   private void privateshow(){//用反射来实现对私有化方法的调用
      System.out.println("privateshow");
   }
   public static void staticshow(){
      System.out.println("staticshow");
   }
}

public class InvokeDemo9 {
   public static void main(String[] args) throws Exception {  
/* 传统方式：
String name = new Dept().show("刘昭");
      System.out.println(name);*/    

/**
       * Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
               返回一个 Method 对象，它反映此 Class 对象所表示的类或接口的指         定公共成员方法。
          name - 方法名
         parameterTypes - 参数列表
       */
      //想要通过反射来调用Dept中的方法
      Class<Dept> c = Dept.class;
      Method m = c.getMethod("show", String.class);
      Object o = m.invoke(c.newInstance(), "刘昭");
      System.out.println(o);
    
      //私有化的方法
      m = c.getDeclaredMethod("privateshow");//无参方法
      m.setAccessible(true);
      o = m.invoke(c.newInstance());
     
      //静态方法的调用
      m = c.getMethod("staticshow");
      m.invoke(null);//staticshow为静态方法，不需创建对象，所以这里会是null
   }
}

打印

刘昭，您好！

privateshow

staticshow

使用反射操作字段

Field提供两组方法操作字段：

xxx getXxx(Object obj):获取obj对象该Field的字段值，此处的xxx表示8个基本数据类型。若该字段的类型是引用数据类型则使用，Object get(Object obj);

void setXxx(Object obj,xxx val):将obj对象的该Field字段设置成val值，此处的xxx表示8个基本数据类型。若该字段的类型是引用数据类型则使用，void set(Object obj, Object value);

package junereflect624;

//获取字符，并且赋值，然后再取出来（对应的去查看api，比如这个是Field，别的比如Constructor，Method）

步骤：

1. 获取类
2. 获取字段
3. 赋值(set(c.newInstance(),””));{ 如果为私有的话设置可接受}

import java.lang.reflect.Field;

class Cat{
   private String name;
   public int age;
   private String color;
}

public class FieldDemo12 {
   public static void main(String[] args) throws Exception {
      Class<Cat> clz = Cat.class;
      Field[] f = clz.getDeclaredFields();
     
      for (Field field : f) {
         System.out.println(field);
      }
    
      Field fi = clz.getDeclaredField("name");
      System.out.println(fi);
    
      System.out.println(fi.getName());//name
     
      //核心开始
      /**
      *  void set(Object obj, Object value)
将指定对象变量上此 Field 对象表示的字段设置为指定的新值。
       */
      Cat c = clz.newInstance();
      fi.setAccessible(true);
      fi.set(c, "刘昭");//赋值成功
      Object o = fi.get(c);
      System.out.println(o);//取出成功
     
      fi = clz.getDeclaredField("age");
      fi.setAccessible(true);
      fi.set(c, 21);
      int i = fi.getInt(c);//左边的接受类型已经写成了int，右边的返回类型就也必须是int
      System.out.println(i);//获取成功
   }
}

 

打印

private java.lang.String junereflect624.Cat.name

public int junereflect624.Cat.age

private java.lang.String junereflect624.Cat.color

private java.lang.String junereflect624.Cat.name

name

刘昭

21

 

反射和泛型-反射来获取泛型信息

通过指定对应的Class对象，程序可以获得该类里面所有的Field，不管该Field使用private 方法public。获得Field对象后都可以使用getType()来获取其类型。

Class<?> type = f.getType();//获得字段的类型

但此方法只对普通Field有效,若该Field有泛型修饰,则不能准确得到该Field的泛型参数,如Map<String,Integer>;

为了获得指定Field的泛型类型，我们采用：

Type gType = f.getGenericType();得到泛型类型

然后将Type对象强转为ParameterizedType,其表示增加泛型后的类型

Type getRawType()//返回被泛型限制的类型;

Type[]  getActualTypeArguments()//返回泛型参数类型;

 

利用反射来获取泛型的类型（泛型信息）

步骤：

1. 获取当前类
2. 获取目标字段
3. 获取包含泛型类型的类型 getGenericType()
4. 强转至子类ParameterizedType   因为Type没有任何对应的方法
5. 获得泛型真正的类型 getActualTypeArguments()

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.ParameterizedType;
import java.lang.reflect.Type;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class GetGenericTypeDemo14 {
   Map<String,Integer> map = new HashMap<String,Integer>();
  
   public static void main(String[] args) throws Exception {
      Class c = GetGenericTypeDemo14.class;
      Field f = c.getDeclaredField("map");
      System.out.println(f);
      System.out.println(f.getName());//map
     
      // Class<?> getType()  返回一个 Class 对象，它标识了此 Field 对象所表示字段的声明类型。
      Class cl = f.getType();
      System.out.println("获得其类型："+cl);
//获得其类型：interface java.util.Map
    
      /**
       *  Type getGenericType() 返回一个 Type 对象，它表示此 Field 对象所表示字段的声明类型。
       *  Type是Class的接口;
       */
      Type t = f.getGenericType();//包含泛型的类型
      System.out.println(t);
//java.util.Map<java.lang.String, java.lang.Integer>
     
      /**
       * Type这个类里面没有任何的方法，所以需要调用子类的方法，那么大的类型转到小的类型，需要强转！
       */
      ParameterizedType pt = (ParameterizedType)t;//强转到其子类
      /**
       *  Type[] getActualTypeArguments()
                   返回表示此类型实际类型参数的 Type对象的数组。
          Type getOwnerType()
                   返回 Type 对象，表示此类型是其成员之一的类型。
          Type getRawType()
                   返回 Type 对象，表示声明此类型的类或接口。
       */
     
      t = pt.getRawType();//类型的类或接口
      System.out.println(t);
     
      Type[] ts = pt.getActualTypeArguments();
      for (Type type : ts) {
         System.out.println(type);
         /**
          *  class java.lang.String
             class java.lang.Integer
          */
      }
   }
}

打印：

java.util.Map junereflect624.GetGenericTypeDemo14.map

map

获得其类型：interface java.util.Map

java.util.Map<java.lang.String, java.lang.Integer>

interface java.util.Map

class java.lang.String

class java.lang.Integer

我的总结：多查找api，参考api中方法使用的限制，比如是否静态、返回值类型等。