反射机制

一.理解类

1.什么是反射？

反射（Reflection）是被视为动态语言的关键，反射机制允许程序在执行期借助于Reflection API取得任何类的内部信息，并能直接操作任意对象的内部属性及方法。

2.Java反射机制提供的功能

• 在运行时判断任意一个对象所属的类
• 在运行时构造任意一个类的对象
• 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法
• 在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法
• 生成动态代理

3.反射相关的主要API

• java.lang.Class：代表一个类
• java.lang.reflect.Method：代表类的方法
• java.lang.reflect.Field：代表类的成员变量
• java.lang.reflect.Constructor：代表类的构造方法

4.Class

在Object类中定义了以下的方法，：public final Class getClass()，此方法将被所有子类继承，方法返回值的类型是一个Class类，此类是Java反射的源头。

• Class本身也是一个类
• Class 对象只能由系统建立对象
• 一个类在 JVM 中只会有一个Class实例 
• 一个Class对象对应的是一个加载到JVM中的一个.class文件
• 每个类的实例都会记得自己是由哪个 Class 实例所生成
• 通过Class可以完整地得到一个类中的完整结构 

• 正常方式：引入需要的“包类”名称，通过new实例化，取得实例化对象
• 反射方式：通过调用实例化对象的getClass()方法，得到完整的包类名称

5.实例化类对象的四种方法

• 通过类的class属性获取，该方法安全可靠，性能最高：Class clazz = String.class；
• 通过运行时类的对象获取：Class clazz = java.lang.String.getClass()；
• 通过class对象的forName()静态方法获取，可能抛出ClassNotFoundException异常：Class clazz = Class.forName(“java.lang.String”)；
• 通过类的加载器获取：ClassLoader cl = this.getClass().getClassLoader()；Class clazz = cl.loadClass(“类的全类名”)；

二.创建对象并获取类的全部信息

1.创建类对象

• 当类存在无参构造器时，创建类对象：Class clazz = Person.class; Person p = clazz.newInstance();要求是类必须有一个public的构造器。
• 当类不存在无参构造器时，调用某一个含参的构造器创建对象：步骤如下，1）通过Class类的getDeclaredConstructor(Class … parameterTypes)取得本类的指定形参类型的构造器；2）向构造器的形参中传递一个对象数组进去，里面包含了构造器中所需的各个参数；3）通过Constructor实例化对象。

2.获取类的全部构造器

• 实现的全部接口：public Class<?>[] getInterfaces() ，确定此对象所表示的类或接口实现的接口
• 所继承的父类：public Class<? Super T> getSuperclass()，返回表示此 Class 所表示的实体（类、接口、基本类型）的父类的 Class
• 全部的构造器：public Constructor<T>[] getConstructors()，返回此 Class 对象所表示的类的所有public构造方法；public Constructor<T>[] getDeclaredConstructors()返回此 Class 对象表示的类声明的所有构造方法。

Constructor类中：

• 取得修饰符: public int getModifiers();
• 取得方法名称: public String getName();
• 取得参数的类型：public Class<?>[] getParameterTypes();

3.获取类的全部方法

• public Method[] getDeclaredMethods()，返回此Class对象所表示的类或接口的全部方法
• public Method[] getMethods()，返回此Class对象所表示的类或接口的public的方法

Method类中：

• public Class<?> getReturnType()取得全部的返回值
• public Class<?>[] getParameterTypes()取得全部的参数
• public int getModifiers()取得修饰符
• public Class<?>[] getExceptionTypes()取得异常信息

4.取得类的全部属性

• public Field[] getFields() ，返回此Class对象所表示的类或接口的public的Field。
• public Field[] getDeclaredFields() ，返回此Class对象所表示的类或接口的全部Field。

Field方法中：

• public int getModifiers()  以整数形式返回此Field的修饰符
• public Class<?> getType()  得到Field的属性类型
• public String getName()  返回Field的名称。

5.泛型相关

• 获取父类泛型类型：Type getGenericSuperclass()
• 泛型类型：ParameterizedType
• 获取实际的泛型类型参数数组：getActualTypeArguments()

6.获取类所在的包   

 Package getPackage() 

三.通过反射调用指定类的方法和属性

1.调用类的指定方法

通过反射，调用类中的方法，通过Method类完成。步骤如下：

• 通过Class类的getMethod(String name,Class…parameterTypes)方法取得一个Method对象，并设置此方法操作时所需要的参数类型。
• 之后使用Object invoke(Object obj, Object[] args)进行调用，并向方法中传递要设置的obj对象的参数信息。

Object invoke(Object obj, Object …  args)说明：

• Object 对应原方法的返回值，若原方法无返回值，此时返回null
• 若原方法若为静态方法，此时形参Object obj可为null
• 若原方法形参列表为空，则Object[] args为null
• 若原方法声明为private,则需要在调用此invoke()方法前，显式调用方法对象的setAccessible(true)方法，将可访问private的方法。

2.调用类的指定属性

在反射机制中，可以直接通过Field类操作类中的属性，通过Field类提供的set()和get()方法就可以完成设置和取得属性内容的操作。

• public Field getField(String name) ，返回此Class对象表示的类或接口的指定的public的Field。
• public Field getDeclaredField(String name)，返回此Class对象表示的类或接口的指定的Field。

在Field中：

• public Object get(Object obj) 取得指定对象obj上此Field的属性内容
• public void set(Object obj,Object value) 设置指定对象obj上此Field的属性内容
• 注：在类中属性都设置为private的前提下，在使用set()和get()方法时，首先要使用Field类中的setAccessible(true)方法将需要操作的属性设置为可以被外部访问。public void setAccessible(true)访问私有属性时，让这个属性可见。