Java反射详细总结

什么是反射？

反射，指的是加载类的字节码到内存，并以编程的方法解刨出类中的各个成分（成员变量、方法、构造器等）。

反射获取的是类的信息，那么反射的第一步首先获取到类才行。由于Java的设计原则是万物皆对象，获取到的类其实也是以对象的形式体现的，叫字节码对象，用Class类来表示。获取到字节码对象之后，再通过字节码对象就可以获取到类的组成成分了，这些组成成分其实也是对象，其中每一个成员变量用Field类的对象来表示、每一个成员方法用Method类的对象来表示，每一个构造器用Constructor类的对象来表示。

获取类的字节码

比如有一个Student类，获取Student类的字节码代码有三种写法。不管用哪一种方式，获取到的字节码对象其实是同一个。

public class Test1Class{
    public static void main(String[] args){
        Class c1 = Student.class;
        System.out.println(c1.getName()); //获取全类名
        System.out.println(c1.getSimpleName()); //获取简单类名
        
        Class c2 = Class.forName("com.reflect.Student");
        System.out.println(c1 == c2); //true
        
        Student s = new Student();
        Class c3 = s.getClass();
        System.out.println(c2 == c3); //true
    }
}

获取类的构造器

获取构造器，需要用到Class类提供的几个方法，如下图所示：

get:获取
Declared: 有这个单词表示可以获取任意一个，没有这个单词表示只能获取一个public修饰的
Constructor: 构造方法的意思

后缀s: 表示可以获取多个，没有后缀s只能获取一个

假设现在有一个Cat类，里面有几个构造方法，代码如下

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

写一个测试方法，来测试获取类中所有的构造器

public class Test2Constructor(){
    @Test
    public void testGetConstructors(){
        //1、反射第一步：必须先得到这个类的Class对象
        Class c = Cat.class;
        
        //2、获取类的全部构造器
        Constructor[] constructors = c.getDeclaredConstructors();
        //3、遍历数组中的每一个构造器对象。
        for(Constructor constructor: constructors){
            System.out.println(constructor.getName()+"---> 参数个数："+constructor.getParameterCount());
        }
    }
}

输出

reflect.Cat---> 参数个数：0
reflect.Cat---> 参数个数：2

接下来，我们演示单个构造器试一试

public class Test2Constructor(){
    @Test
    public void testGetConstructor(){
        //1、反射第一步：必须先得到这个类的Class对象
        Class c = Cat.class;
        
        //2、获取类public修饰的空参数构造器
        Constructor constructor1 = c.getConstructor();
        System.out.println(constructor1.getName()+"---> 参数个数："+constructor1.getParameterCount());
        
        //3、获取private修饰的有两个参数的构造器，第一个参数String类型，第二个参数int类型
        Constructor constructor2 = 
            c.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
        
        System.out.println(constructor2.getName()+"---> 参数个数："+constructor2.getParameterCount());

    }
}

输出

reflect.Cat---> 参数个数：0
reflect.Cat---> 参数个数：2

获取成员变量

在Class类中提供了获取成员变量的方法，如下图所示：

get:获取
Declared: 有这个单词表示可以获取任意一个，没有这个单词表示只能获取一个public修饰的
Field: 成员变量的意思
后缀s: 表示可以获取多个，没有后缀s只能获取一个

测试

public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1、反射第一步：必须先得到这个类的Class对象
        Class c = Cat.class;
        //获取类的全部成员变量
        Field[] fields = c.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field.getName() + "--->" + field.getType());
        }
        System.out.println("---------------------------");
        //定位某一个成员变量
        Field name = c.getDeclaredField("name");
        System.out.println(name.getName() + "--->" + name.getType());
        System.out.println("---------------------------");
        //给name设置值
        Cat cat = new Cat();
        name.setAccessible(true);//private修饰的需要暴力破解
        name.set(cat,"张三");
        System.out.println(cat);
        System.out.println("---------------------------");
        //取值
        Object o = name.get(cat);
        System.out.println("获取的值为"+o);
    }

输出

name--->class java.lang.String
age--->int
---------------------------
name--->class java.lang.String
---------------------------
Cat{name='张三'}
---------------------------
获取的值为张三

Process finished with exit code 0

获取成员方法

在Java中反射包中，每一个成员方法用Method对象来表示，通过Class类提供的方法可以获取类中的成员方法对象。如下图所示

假设有一个Cat类，在Cat类中红有若干个成员方法

public class Cat{
    private String name;
    private int age;
    
    public Cat(){
        System.out.println("空参数构造方法执行了");
    }
    
    private Cat(String name, int age){
        System.out.println("有参数构造方法执行了");
        this.name=name;
        this.age=age;
    }
    
    private void run(){
        System.out.println("(>^ω^<)喵跑得贼快~~");
    }
    
    public void eat(){
        System.out.println("(>^ω^<)喵爱吃猫粮~");
    }
    
    private String eat(String name){
        return "(>^ω^<)喵爱吃:"+name;
    }
    
    public void setName(String name){
        this.name=name;
    }
    public String getName(){
        return name;
    }
    public void setAge(int age){
        this.age=age;
    }
     public int getAge(){
        return age;
    }
}

通过反射获取Cat类中所有的成员方法，每一个成员方法都是一个Method对象

public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1、反射第一步：必须先得到这个类的Class对象
        Class c = Cat.class;
        //2、获取类中的全部成员方法
        Method[] methods = c.getDeclaredMethods();

        //3、遍历这个数组中的每一个方法对象
        for(Method method : methods){
            System.out.println(method.getName()+"-->"+method.getParameterCount()+"-->"+method.getReturnType());
        }
    }

输出

run-->0-->void
getName-->0-->class java.lang.String
setName-->1-->void
eat-->1-->class java.lang.String
eat-->0-->void
setAge-->1-->void
getAge-->0-->int

下面我们演示一下，把run()方法和eat(String name)方法执行起来

public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1、反射第一步：必须先得到这个类的Class对象
        Class c = Cat.class;
        //2、获取private修饰的run方法，得到Method对象
        Method run = c.getDeclaredMethod("run");
        //执行run方法,在执行前需要取消权限检查
        Cat cat = new Cat();
        run.setAccessible(true);
        Object rs1 = run.invoke(cat);
        System.out.println("方法返回值-->"+rs1);

        //3、获取private 修饰的eat(String name)方法，得到Method对象
        Method eat = c.getDeclaredMethod("eat",String.class);
        eat.setAccessible(true);
        Object rs2 = eat.invoke(cat,"鱼儿...");
        System.out.println("方法返回值-->"+rs2);
    }

输出

空参数构造方法执行了
(>^ω^<)喵跑得贼快~~
方法返回值-->null
方法返回值-->(>^ω^<)喵爱吃:鱼儿...

反射的应用

需求是让我们写一个框架，能够将任意一个对象的属性名和属性值写到文件中去。不管这个对象有多少个属性，也不管这个对象的属性名是否相同。

1.先写好两个类，一个Student类和Teacher类
2.写一个ObjectFrame类代表框本架
   在ObjectFrame类中定义一个saveObject(Object obj)方法，用于将任意对象存到文件中去
   参数：Object obj: 就表示要存入文件中的对象

3.编写方法内部的代码，往文件中存储对象的属性名和属性值
   1)参数obj对象中有哪些属性，属性名是什么实现值是什么，中有对象自己最清楚。
   2)接着就通过反射获取类的成员变量信息了（变量名、变量值）
   3)把变量名和变量值写到文件中去

写一个ObjectFrame表示自己设计的框架，代码如下所示

public class ObjectFrame{
    public static void saveObject(Object obj) throws Exception{
        PrintStream ps = 
            new PrintStream(new FileOutputStream("模块名\\src\\data.txt",true));
        //1)参数obj对象中有哪些属性，属性名是什么实现值是什么，中有对象自己最清楚。
		//2)接着就通过反射获取类的成员变量信息了（变量名、变量值）
        Class c = obj.getClass(); //获取字节码
        ps.println("---------"+class.getSimpleName()+"---------");
        
        Field[] fields = c.getDeclaredFields(); //获取所有成员变量
		//3)把变量名和变量值写到文件中去
        for(Field field : fields){
            String name = field.getName();
            Object value = field.get(obj)+"";
            ps.println(name);
        }
        ps.close();
    }
}

准备好Student类和Teacher类

public class Student{
    private String name;
    private int age;
    private char sex;
    private double height;
    private String hobby;
}

public class Teacher{
    private String name;
    private double salary;
}

创建一个测试类，在测试中类创建一个Student对象，创建一个Teacher对象，用ObjectFrame的方法把这两个对象所有的属性名和属性值写到文件中去。

public class Test{
    @Test
    public void save() throws Exception{
        Student s1 = new Student("黑马吴彦祖",45, '男', 185.3, "篮球，冰球，阅读");
        Teacher s2 = new Teacher("播妞",999.9);
        
        ObjectFrame.save(s1);
        ObjectFrame.save(s2);
    }
}