Java反射机制（笔记）

前言

JAVA反射主要是指程序可以访问，检测和修改它本身状态或行为的一种能力，并能根据自身行为的状态和结果，调整或修改应用所描述行为的状态和相关的语义。
反射机制是什么？
反射机制就是在运行状态中，对于任意一个类，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一个方法和属性；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制。
简言之，反射可以实现在运行时可以知道任意一个类的属性和方法。
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）
（1）静态编译：在编译时确定类型，绑定对象,即通过。
（2）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。

反射机制能做什么？

（1）在运行时判断任意一个对象所属的类；
（2）在运行时构造任意一个类的对象；
（3）在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法；
（4）在运行时调用任意一个对象的方法；
（5）生成动态代理。
Java 反射机制的应用场景
（1）逆向代码 ，例如反编译；
（2）与注解相结合的框架 例如Retrofit；
（3）单纯的反射机制应用框架 例如EventBus；
（4）动态生成类框架 例如Gson。
反射机制的优点与缺点
（1）优点

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的开发中它的灵活性就表现的十分明显。

（比如，一个大型的软件，不可能一次就把把它设计的很完美，当这个程序编译后，发布了，当发现需要更新某些功能时，我们不可能要用户把以前的卸载，再重新安装新的版本，假如这样的话，这个软件肯定是没有多少人用的。采用静态的话，需要把整个程序重新编译一次才可以实现功能的更新，而采用反射机制的话，它就可以不用卸载，只需要在运行时才动态的创建和编译，就可以实现该功能。）
（2）缺点
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类和类类型

（1）定义

Class类是反射实现的基础，是所有类的类，而类是java.lang.Class类的实例对象。类类型就是类的类型，也就是描述一个类是什么，都有哪些东西，所以我们可以通过类类型知道一个类的属性和方法，并且可以调用一个类的属性和方法，这就是反射的基础。

（2）获取Class类的方式

三种方式，如下：

Class c1 = Code.class; 这说明任何一个类都有一个隐含的静态成员变量class，这种方式是通过获取类的静态成员变量class得到的Class c2 = code1.getClass(); code1是Code的一个对象，这种方式是通过一个类的对象的getClass()方法获得的 Class c3 = Class.forName("com.example.gislaozhang.Code"); 这种方法是Class类调用forName方法，通过一个类的全量限定名获得

完整实例代码：

package com.example.gislaozhang;public class ReflectDemo {    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {        //第一种：Class c1 = Code.class;        Class class1=ReflectDemo.class;        System.out.println(class1.getName());        //第二种：Class c2 = code1.getClass();        ReflectDemo demo2= new ReflectDemo();        Class c2 = demo2.getClass();        System.out.println(c2.getName());        //第三种：Class c3 = Class.forName("com.trigl.reflect.Code");        Class class3 = Class.forName("com.example.gislaozhang.ReflectDemo");        System.out.println(class3.getName());    }}

输出结果：

com.example.gislaozhang.ReflectDemocom.example.gislaozhang.ReflectDemocom.example.gislaozhang.ReflectDemo

（3）Class的用途

1）获取成员方法Method；2）获取成员变量Field；3）获取构造函数Constructor。

详细如下：

A、获取成员方法Method

两个参数分别是方法名和方法参数类的类类型列表。

public Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes) // 得到该类所有的方法，不包括父类的 public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes) // 得到该类所有的public方法，包括父类的//具体使用Method[] methods = class1.getDeclaredMethods();//获取class对象的所有声明方法 Method[] allMethods = class1.getMethods();//获取class对象的所有public方法 包括父类的方法 Method method = class1.getMethod("info", String.class);//返回次Class对象对应类的、带指定形参列表的public方法 Method declaredMethod = class1.getDeclaredMethod("info", String.class);//返回次Class对象对应类的、带指定形参列表的方法

示例代码如下（getMethod()方法）：

package com.example.gislaozhang;public class Person {private String name;private int age;private String msg = "hello wrold";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;}public Person() {}private Person(String name) {this.name = name;System.out.println(name);}public void fun() {System.out.println("fun");}public void fun(String name, int age) {System.out.println("我叫" + name + ",今年" + age + "岁");}}

package com.example.gislaozhang;import java.lang.reflect.Method;public class ReflectDemo {    public static void main(String[] args){        try {            Class c = Class.forName("com.example.gislaozhang.Person");            Object o = c.newInstance();            Method method = c.getMethod("fun", String.class, int.class);            method.invoke(o, "gislaozhang", 7);        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        }    }}

输出结果：我叫gislaozhang,今年7岁

其中invoke()方法参数中第一个为实例对象，后面为具体参数值。

如果想获取类中所有成员方法，如下：

1.获取所有方法的数组：Class c = Class.forName("com.tengj.reflect.Person");Method[] methods = c.getDeclaredMethods(); // 得到该类所有的方法，不包括父类的或者：Method[] methods = c.getMethods();// 得到该类所有的public方法，包括父类的2.然后循环这个数组就得到每个方法了：for (Method method : methods)

实例代码如下（getDeclaredMethods()方法）：

package com.example.gislaozhang;import java.lang.reflect.Method;public class ReflectDemo {    public static void main(String[] args){        try {            Class c = Class.forName("com.example.gislaozhang.Person");            Method[] methods = c.getDeclaredMethods();            for(Method m:methods){                String  methodName= m.getName();                System.out.println(methodName);            }        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        }    }}

输出结果：

getName
setName
getAge
setAge
fun
fun
如果把c.getDeclaredMethods();改成c.getMethods();执行结果如下，多了很多方法，以为把Object里面的方法也打印出来了，因为Object是所有类的父类：
getName
setName
getAge
setAge
fun
fun
wait
wait
wait
equals
toString
hashCode
getClass
notify
notifyAll

B、获取成员变量Field

想一想成员变量中都包括什么：成员变量类型+成员变量名
类的成员变量也是一个对象，它是java.lang.reflect.Field的一个对象，所以我们通过java.lang.reflect.Field里面封装的方法来获取这些信息。
单独获取某个成员变量，通过Class类的以下方法实现：

public Field getDeclaredField(String name) // 获得该类自身声明的所有变量，不包括其父类的变量public Field getField(String name) // 获得该类自所有的public成员变量，包括其父类变量//具体实现Field[] allFields = class1.getDeclaredFields();//获取class对象的所有属性 Field[] publicFields = class1.getFields();//获取class对象的public属性 Field ageField = class1.getDeclaredField("age");//获取class指定属性 Field desField = class1.getField("des");//获取class指定的public属性

其中参数是成员变量的名称。
实例代码如下：

package com.example.gislaozhang;import java.lang.reflect.Field;public class ReflectDemo {    public static void main(String[] args){        try {            Class c = Class.forName("com.example.gislaozhang.Person");            //获取成员变量            Field field = c.getDeclaredField("msg"); //因为msg变量是private的，所以不能用getField方法            Object o = c.newInstance();            field.setAccessible(true);//设置是否允许访问，因为该变量是private的，所以要手动设置允许访问，如果msg是public的就不需要这行了。            Object msg = field.get(o);            System.out.println(msg);        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        }    }}

输出结果：hello wrold
如果想要获取所有成员变量的信息，可以通过以下几步:

1.获取所有成员变量的数组：Field[] fields = c.getDeclaredFields();2.遍历变量数组，获得某个成员变量fieldfor (Field field : fields)

完整实例代码如下：

package com.example.gislaozhang;import java.lang.reflect.Field;public class ReflectDemo {    public static void main(String[] args){        try {            Class c = Class.forName("com.example.gislaozhang.Person");            Field[] fields = c.getDeclaredFields();            for(Field field :fields){                System.out.println(field.getName());            }        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        }    }}

输出结果：
name
age
msg

C、获取构造函数Constructor

最后再想一想构造函数中都包括什么：构造函数参数
同上，类的成构造函数也是一个对象，它是java.lang.reflect.Constructor的一个对象，所以我们通过java.lang.reflect.Constructor里面封装的方法来获取这些信息。
单独获取某个构造函数,通过Class类的以下方法实现：

public Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes) //  获得该类所有的构造器，不包括其父类的构造器public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes) // 获得该类所以public构造器，包括父类//具体Constructor<?>[] allConstructors = class1.getDeclaredConstructors();//获取class对象的所有声明构造函数 Constructor<?>[] publicConstructors = class1.getConstructors();//获取class对象public构造函数 Constructor<?> constructor = class1.getDeclaredConstructor(String.class);//获取指定声明构造函数 Constructor publicConstructor = class1.getConstructor(String.class);//获取指定声明的public构造函数

其中参数为构造函数参数类的类类型列表。
实例代码如下：

package com.example.gislaozhang;import java.lang.reflect.Constructor;import java.lang.reflect.Field;public class ReflectDemo {    public static void main(String[] args){        try {            Class c = Class.forName("com.example.gislaozhang.Person");            //获取构造函数            Constructor constructor = c.getDeclaredConstructor(String.class);            constructor.setAccessible(true);//设置是否允许访问，因为该构造器是private的，所以要手动设置允许访问，如果构造器是public的就不需要这行了。            constructor.newInstance("ahnu");        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        }    }}

输出结果：ahnu

注意：Class的newInstance方法，只能创建只包含无参数的构造函数的类，如果某类只有带参数的构造函数，那么就要使用另外一种方式：fromClass.getDeclaredConstructor(String.class).newInstance("ahnu");

获取所有的构造函数，可以通过以下步骤实现：

1.获取该类的所有构造函数，放在一个数组中：Constructor[] constructors = c.getDeclaredConstructors();2.遍历构造函数数组，获得某个构造函数constructor:for (Constructor constructor : constructors)

实例代码如下：

package com.example.gislaozhang;import java.lang.reflect.Constructor;import java.lang.reflect.Field;public class ReflectDemo {    public static void main(String[] args){    try{     Class c = Class.forName("com.example.gislaozhang.Person");            Constructor[] constructors = c.getDeclaredConstructors();            for(Constructor constructor:constructors){                System.out.println(constructor);            }        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        }    }}

输出结果：

public com.example.gislaozhang.Person()
private com.example.gislaozhang.Person(java.lang.String)

D、其它方法

Annotation[] annotations = (Annotation[]) class1.getAnnotations();//获取class对象的所有注解 Annotation annotation = (Annotation) class1.getAnnotation(Deprecated.class);//获取class对象指定注解 Type genericSuperclass = class1.getGenericSuperclass();//获取class对象的直接超类的 Type Type[] interfaceTypes = class1.getGenericInterfaces();//获取class对象的所有接口的type集合

获取class对象的信息：

boolean isPrimitive = class1.isPrimitive();//判断是否是基础类型 boolean isArray = class1.isArray();//判断是否是集合类boolean isAnnotation = class1.isAnnotation();//判断是否是注解类 boolean isInterface = class1.isInterface();//判断是否是接口类 boolean isEnum = class1.isEnum();//判断是否是枚举类 boolean isAnonymousClass = class1.isAnonymousClass();//判断是否是匿名内部类 boolean isAnnotationPresent = class1.isAnnotationPresent(Deprecated.class);//判断是否被某个注解类修饰 String className = class1.getName();//获取class名字 包含包名路径 Package aPackage = class1.getPackage();//获取class的包信息 String simpleName = class1.getSimpleName();//获取class类名 int modifiers = class1.getModifiers();//获取class访问权限 Class<?>[] declaredClasses = class1.getDeclaredClasses();//内部类 Class<?> declaringClass = class1.getDeclaringClass();//外部类getSuperclass()：获取某类的父类  getInterfaces()：获取某类实现的接口

Java反射机制思维导图：

参考资料

http://www.daidingkang.cc/2017/07/18/java-reflection-annotations/