Java 反射详解

一、反射

1、什么是反射

反射允许对成员变量、成员方法和构造器的信息进行编程访问。
补充:暴力反射,非public修饰需要打开权限
setAccessible(boolean)

2、反射的作用

利用反射创建的对象可以无视修饰符调用类里面的内容
可以跟配置文件结合起来使用，把要创建的对象信息和方法写在配置文件中。
读取到什么类，就创建什么类的对象
读取到什么方法，就调用什么方法
此时当需求变更的时候不需要修改代码，只要修改配置文件即可。
简单记忆：1、获取任意一个类中的所有信息、2、结合配置文件动态创建对象。

3、学习反射到底学习什么

反射都是从class字节码文件中获取的内容。

如何获取class字节码文件的对象
利用反射如何获取构造方法（创建对象）
利用反射如何获取成员变量（赋值，获取值）
利用反射如何获取成员方法（运行）

4、获取字节码文件对象的三种方式

Class这个类里面的静态方法forName（“全类名”）（最常用）
通过class属性获取（一般更多的是当做参数进行传递）
通过对象获取字节码文件对象（当我们已经有了这个类的对象时，才可以使用）

代码演示：

package com.liming.myreflect;

public class ReflectDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        /*
         * 获取class对象的三种方式
         *   1、Class.forName("全类名");
         *   2、类名.class
         *   3、对象.getClass();
         * */

        //1、方式一
        //全类名：包名+类名
        //最为常用的
        Class clazz1 = Class.forName("com.liming.myreflect.Student01");

        //2、方式二
        //一般更多的是当做参数进行传递
        Class clazz2 = Student01.class;

        //3、方式三
        //当我们已经有了这个类的对象时，才可以使用
        Student01 stu = new Student01();
        Class clazz3 = stu.getClass();

        System.out.println(clazz1 == clazz2);
        System.out.println(clazz2 == clazz3);


    }
}

package com.liming.myreflect;

public class Student01 {
    private String name;
    private int age;
    public String gender;

    public Student01() {
    }


    public Student01(String name, int age, String gender) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.gender = gender;
    }

    /**
     * 获取
     * @return name
     */
    public String getName() {
        return name;
    }

    /**
     * 设置
     * @param name
     */
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    /**
     * 获取
     * @return age
     */
    public int getAge() {
        return age;
    }

    /**
     * 设置
     * @param age
     */
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String toString() {
        return "Student01{name = " + name + ", age = " + age + "}";
    }

    /**
     * 获取
     * @return gender
     */
    public String getGender() {
        return gender;
    }

    /**
     * 设置
     * @param gender
     */
    public void setGender(String gender) {
        this.gender = gender;
    }
}

5、获取构造方法

规则：

1、get表示获取

2、Declared表示私有

3、最后的s表示所有，复数形式

4、如果当前获取到的是私有的，必须要临时修改访问权限，否则无法使用

在这里插入图片描述
代码演示：

public class ReflectDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {
        //1.获得整体（class字节码文件对象）
        Class clazz = Class.forName("com.liming.myreflect.Student01");


        //2.获取构造方法对象
        //获取所有构造方法（public）
        Constructor[] constructors1 = clazz.getConstructors();
        for (Constructor constructor : constructors1) {
            System.out.println(constructor);
        }

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

        //获取所有构造（带私有的）
        Constructor[] constructors2 = clazz.getDeclaredConstructors();

        for (Constructor constructor : constructors2) {
            System.out.println(constructor);
        }
        System.out.println("=======================");

        //获取指定的空参构造
        Constructor con1 = clazz.getConstructor();
        System.out.println(con1);

        Constructor con2 = clazz.getConstructor(String.class,int.class);
        System.out.println(con2);

        System.out.println("=======================");
        //获取指定的构造(所有构造都可以获取到，包括public包括private)
        Constructor con3 = clazz.getDeclaredConstructor();
        System.out.println(con3);
        //了解 System.out.println(con3 == con1);
        //每一次获取构造方法对象的时候，都会新new一个。

        Constructor con4 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);
        System.out.println(con4);
    }
}

5.1、获取构造方法并创建对象

涉及到的方法：newInstance

代码演示：

//首先要有一个javabean类
public class Student {
    private String name;

    private int age;


    public Student() {

    }

    public Student(String name) {
        this.name = name;
    }

    private Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }


    /**
     * 获取
     * @return name
     */
    public String getName() {
        return name;
    }

    /**
     * 设置
     * @param name
     */
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    /**
     * 获取
     * @return age
     */
    public int getAge() {
        return age;
    }

    /**
     * 设置
     * @param age
     */
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String toString() {
        return "Student{name = " + name + ", age = " + age + "}";
    }
}



//测试类中的代码：
//需求1：
//获取空参，并创建对象

//1.获取整体的字节码文件对象
Class clazz = Class.forName("com.liming.myreflect.Student");
//2.获取空参的构造方法
Constructor con = clazz.getConstructor();
//3.利用空参构造方法创建对象
Student stu = (Student) con.newInstance();
System.out.println(stu);


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


//测试类中的代码：
//需求2：
//获取带参构造，并创建对象
//1.获取整体的字节码文件对象
Class clazz = Class.forName("com.liming.myreflect.Student");
//2.获取有参构造方法
Constructor con = clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
//3.临时修改构造方法的访问权限（暴力反射）
con.setAccessible(true);
//4.直接创建对象
Student stu = (Student) con.newInstance("zhangsan", 23);
System.out.println(stu);

6、获取成员变量

规则：

1、get表示获取

2、Declared表示私有

3、最后的s表示所有，复数形式

4、如果当前获取到的是私有的，必须要临时修改访问权限，否则无法使用
在这里插入图片描述

获取成员变量并获取值和修改值

方法	说明
void set(Object obj, Object value）	赋值
Object get(Object obj)	获取值

package com.liming.myreflect;

import java.lang.reflect.Field;

public class ReflectDemo03 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1、获取类的字节码文件
        Class<?> clazz = Class.forName("com.liming.myreflect.Student01");
        //2、获取所有公共的成员变量
        Field[] fields1 = clazz.getFields();
        for (Field field : fields1) {
            System.out.println(field);
        }
        //获取所有的成员变量
        Field[] fields2 = clazz.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields2) {
            System.out.println(field);
        }
        //获取单个公共成员变量
        Field gender = clazz.getField("gender");
        System.out.println(gender);
        //获取单个成员变量（所有权限）
        Field name = clazz.getDeclaredField("name");
        System.out.println(name);

        //获取权限修饰符
        int modifiers = name.getModifiers();
        System.out.println(modifiers);

        //获取成员变量的名字
        String n = name.getName();
        System.out.println(n);

        //获取成员变量的数据类型
        Class<?> type = name.getType();
        System.out.println(type);

        //获取成员变量记录的值
        Student01 stu = new Student01("zhangsan", 23, "男");
        name.setAccessible(true);
        String value = (String) name.get(stu);
        System.out.println(value);

        //修改对象里面记录的值
        name.set(stu, "lisi");
        System.out.println(stu);
    }
}

7、获取成员方法

规则：

1、get表示获取

2、Declared表示私有

3、最后的s表示所有，复数形式

4、如果当前获取到的是私有的，必须要临时修改访问权限，否则无法使用
在这里插入图片描述

获取成员方法并运行

Object invoke(Object obj, Object… args) ：运行方法

参数一：用obj对象调用该方法

参数二：调用方法的传递的参数（如果没有就不写）

返回值：方法的返回值（如果没有就不写）

代码演示：

package com.liming.myreflect;

import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Parameter;

public class ReflectDemo03 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1、获取class字节码文件对象
        Class clazz = Class.forName("com.liming.myreflect.Student02");

        //2、获取所有公共的成员方法(包含父类中所有的公共方法)
        Method[] methods = clazz.getMethods();
        for (Method method : methods) {
            System.out.println(method);
        }
        System.out.println("======================================");
        //获取所有的成员方法（不包含父类）
        Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
        for (Method method : declaredMethods) {
            System.out.println(method);
        }
        System.out.println("======================================");
        //获取单个公共的成员方法
        Method sleep = clazz.getMethod("sleep");
        System.out.println(sleep);
        System.out.println("======================================");
        //获取单个成员方法
        Method eat = clazz.getDeclaredMethod("eat", String.class);
        System.out.println(eat);
        System.out.println("======================================");

        //获取方法的修饰符
        int modifiers = eat.getModifiers();
        System.out.println(modifiers);

        //获取方法的名字
        String name = eat.getName();
        System.out.println(name);

        //获取方法的形参
        Parameter[] parameters = eat.getParameters();
        for (Parameter parameter : parameters) {
            System.out.println(parameter);
        }

        //获取方法抛出的异常
        Class[] exceptionTypes = eat.getExceptionTypes();
        for (Class exceptionType : exceptionTypes) {
            System.out.println(exceptionType);
        }

        //方法运行
        //参数一：用obj对象调用该方法
        //参数二：调用方法传递的参数（没有就不写）
        //返回值：方法的返回值（没有就不写）
        Student02 stu = new Student02();
        eat.setAccessible(true);
        eat.invoke(stu,"鸡腿");
    }
}

package com.liming.myreflect;

public class Student02 {
    private String name;
    private int age;

    public Student02() {
    }

    public Student02(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    /**
     * 获取
     * @return name
     */
    public String getName() {
        return name;
    }

    /**
     * 设置
     * @param name
     */
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    /**
     * 获取
     * @return age
     */
    public int getAge() {
        return age;
    }

    /**
     * 设置
     * @param age
     */
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public void sleep(){
        System.out.println("睡觉");
    }

    private void eat(String something){
        System.out.println("在吃"+something);
    }

    public String toString() {
        return "Student02{name = " + name + ", age = " + age + "}";
    }
}

8、四道面试题

你觉得反射好不好？好，有两个方向

第一个方向：无视修饰符访问类中的内容。但是这种操作在开发中一般不用，都是框架底层来用的。
第二个方向：反射可以跟配置文件结合起来使用，动态的创建对象，动态的调用方法。

8.1、泛型擦除

集合中的泛型只在java文件中存在，当编译成class文件之后，就没有泛型了。

代码演示:

public class ReflectDemo03 {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        //1.创建集合对象
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(123);
        //list.add("asd");

        //2.利用反射运行add方法去添加字符串
        //因为反射使用的是class字节码文件

        //获取class对象
        Class clazz = list.getClass();
        //获取add方法对象
        Method add = clazz.getMethod("add", Object.class);
        //运行方法
        add.invoke(list,"asd");
        //打印集合
        System.out.println(list);
    }
}

8.2、修改字符串的内容

字符串不可以修改的原因?
字符串，在底层是一个byte类型的字节数组，名字叫做value

private final byte[] value;

真正不能被修改的原因：final和private
final修饰value表示value记录的地址值不能修改。

private修饰value而且没有对外提供getvalue和setvalue的方法。所以，在外界不能获取或修改value记录的地址值。

如果要强行修改可以用反射：

代码演示:

public class ReflectDemo04 {
    public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, NoSuchFieldException {
        String s = "abc";
        String ss = "abc";
        // private final byte[] value= {97,98,99};
        // 没有对外提供getvalue和setvalue的方法，不能修改value记录的地址值
        // 如果我们利用反射获取了value的地址值,也是可以修改的
        // final修饰的value真正不可变的value数组的地址值，里面的内容利用反射还是可以修改的，比较危险

        //1.获取class对象
        Class clazz = s.getClass();
        //2.获取value成员变量（private）
        Field field = clazz.getDeclaredField("value");
        //JDK高版本已经屏蔽了这种操作，低版本还是可以的
        field.setAccessible(true);//临时修改权限

        //3.获取value记录的地址值
        byte[] value = (byte[]) field.get(s);
        value[0] = 100;

        System.out.println(s);
        System.out.println(ss);
    }
}

8.3、反射和配置文件结合动态获取的练习（重点）

需求: 利用反射根据文件中的不同类名和方法名，创建不同的对象并调用方法。

分析:

①通过Properties加载配置文件

②得到类名和方法名

③通过类名反射得到Class对象

④通过Class对象创建一个对象

⑤通过Class对象得到方法

⑥调用方法

代码演示:
properties配置文件:

classname=com.liming.mytest.Student
methodname=sleep

public class ReflectDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //1.读取配置文件的信息
        Properties prop = new Properties();
        FileInputStream fis = new FileInputStream("day15\\prop.properties");
        prop.load(fis);
        fis.close();
        System.out.println(prop);

        String classname = prop.get("classname") + "";
        String methodname = prop.get("methodname") + "";

        //2.获取字节码文件对象
        Class clazz = Class.forName(classname);

        //3.获取构造器创建这个类的对象
        Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor();
        constructor.setAccessible(true);
        Object o = constructor.newInstance();
        System.out.println(o);

        //4.获取方法的对象
        Method sleep = clazz.getDeclaredMethod(methodname);
        sleep.setAccessible(true);

        //5.运行方法
        sleep.invoke(o);
    }
}

8.4、利用发射保存对象中的信息（重点）

需求:对于任意一个对象，都可以把对象所有的字段名和值，保存到文件中去

代码演示:

public class ReflectDemo02 {
    public static void main(String[] args) throws IOException, IllegalAccessException {
        /* 对于任意一个对象，都可以把对象所有的字段名和值，保存到文件中去 */
        Student01 stu = new Student01("张三", 23, '男', 182.3, "学习");
        Teacher teacher = new Teacher("赖桑", 20000.0);
        saveObject(stu);
        saveObject(teacher);
    }

    public static void saveObject(Object obj) throws IllegalAccessException, IOException {
        //1.获取字节码文件的对象
        Class clazz = obj.getClass();

        //2. 创建IO流
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("day15" + File.separator + "a.txt", true));

        //3. 获取所有的成员变量
        Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) {
            field.setAccessible(true);
            //获取成员变量的名字
            String name = field.getName();
            //获取成员变量的值
            Object value = field.get(obj);
            //写出数据
            bw.write(name + "=" + value);
            bw.newLine();
        }
        bw.close();
    }
}

运行结果: 在a.txt文件中

name=赖桑
salary=20000.0
name=张三
age=23
gender=男
height=182.3
hobby=学习
name=赖桑
salary=20000.0