Java反射概述

2 反射

2.1 反射概述

在这里插入图片描述

Java反射机制：是指在运行时去获取一个类的变量和方法信息。然后通过获取到的信息来创建对象,调用方法的一种机制。由于这种动态性,可以极大的增强程序的灵活性,程序不用在编译期就完成确定,在运行期仍然可以扩展

2.2 反射获取Class类的对象

我们要想通过反射去使用一个类,首先我们要获取到该类的字节码文件对象,也就是类型为Class类型的对象这里我们提供三种方式获取Cass类型的对象
- 1、使用类的class属性来获取该类对应的Class对象。举例: Student.class将会返回Student类对应的Class对象
- 2、调用对象的getClass()方法, 返回该对象所属类对应的Class对象
  该方法是Object类中的方法，所有的Java对象都可以调用该方法
- 3、使用Class类中的静态方法forName(StringclassName), 该方法需要传入字符串参数,该字符串参数的值是某个类的全路径,也就是完整包名的路径

package test;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //1、使用类的class属性来获取该类对应的Class对象
        Class<Student> c1 = Student.class;
        System.out.println(c1); //class test.Student

        Class<Student> c2 = Student.class;
        System.out.println(c1 == c2); //true;一个类只有一个字节码文件对象

        //2、调用对象的getClass()方法, 返回该对象所属类对应的Class对象
        Student s = new Student();
        Class<? extends Student> c3 = s.getClass();
        System.out.println(c1 == c3); //true

        //3、使用Class类中的静态方法forName(StringclassName)
        Class<?> c4 = Class.forName("test.Student");
        System.out.println(c1 == c4); //true
    }
}

2.3 反射获取构造方法并使用

Class类中用于获取构造方法的方法

方法名	说明
`Constructor<?>[] getConstructors()`	返回所有公共构造方法对象的数组
`Constructor<?> [] getDeclaredConstructors` [dɪˈkleəd]	返回所有构造方法对象的数组
`Constructor<T> getConstructor(Class<?>...parameterTypes)`	返回单个公共构造方法对象
`Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?> ...parameterTypes)`	返回单个构造方法对象

Constructor类中用来创建对象的方法

方法名	说明
T newInstance(Object…initargs)	根据指定的构造方法创建对象

package test;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;


public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        //获取Class对象
        Class<?> c = Class.forName("test.Student");

        //1,Constructor<?>[] getConstructors() 	返回所有公共构造方法对象的数组
        Constructor<?>[] cons1 = c.getConstructors();
        for(Constructor con:cons1) {
            System.out.println(con);
//            public test.Student(java.lang.String,int,java.lang.String)
//            public test.Student()
        }
        System.out.println("--------");

        //2,Constructor<?> [] getDeclaredConstructors 	返回所有构造方法对象的数组
        Constructor<?>[] cons2 = c.getDeclaredConstructors();
        for(Constructor con:cons2) {
            System.out.println(con);
//            public test.Student(java.lang.String,int,java.lang.String)
//            test.Student(java.lang.String,int)
//            private test.Student(java.lang.String)
//            public test.Student()
        }
        System.out.println("--------");

        /*
        一、首先把这个类的带包的字符串路径传给forName()方法得到字节码文件Class对象c
        二、c调用getConstructors()得到单个的构造方法对象con1
        三、通过con1调用newInstance()创建一个对象，这就叫反射*/

        //3,Constructor<T> getConstructor(Class<?>...parameterTypes) 	返回单个公共构造方法对象
        //参数是：你要获得的构造方法的参数个数和数据类型对应字节码文件
        Constructor<?> con1 = c.getConstructor();

        //Constructor提供了一个类的单个构造方法信息和访问权限
        //5,T newInstance(Object…initargs) 	根据指定的构造方法创建对象
        Object obj1 = con1.newInstance();
        System.out.println(obj1); //Student{name='null', age=0, address='null'}
    }
}

案例1：

package test;


import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        //一、首先把这个类的带包的字符串路径传给Class类的forName()方法得到字节码文件Class对象c
        Class<?> c = Class.forName("test.Student");

        //public Student(String name, int age, String address)
        // 二、c调用getConstructor()得到单个的构造方法对象con1
        Constructor<?> con = c.getConstructor(String.class, int.class, String.class);//基本数据类型int也可以通过.class得到对应class类型

        // 三、通过con调用newInstance()创建一个对象，这就叫反射
        Object obj = con.newInstance("小白",10, "成都");
        System.out.println(obj); //Student{name='小白', age=10, address='成都'}
    }
}

案例2：

package test;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        //一、首先把这个类的带包的字符串路径传给forName()方法得到字节码文件Class对象c
        Class<?> c = Class.forName("test.Student");

        //private Student(String name)
        //二、通过c调用getConstructor()创建无参构造方法对象
        Constructor<?> con = c.getDeclaredConstructor(String.class);

        //三、通过con调用newInstance()创建一个对象
//        Object obj = con.newInstance("小黑");
//        System.out.println(obj); //IllegalAccessException：没法访问异常：private修饰的私有构造方法

        //暴力反射:public void setAccessible(boolean flag)：值为true，取消访问检查
        con.setAccessible(true);
        Object obj = con.newInstance("小黑");
        System.out.println(obj); //Student{name='小黑', age=0, address='null'}
    }
}

2.4 反射获取成员变量并使用

Class类中用于获取成员变量的方法

方法名	说明
Field[ ] getFields()	返回所有公共成员变量对象的数组
Field[ ] getDeclaredFields()	返回所有成员变量对象的数组
Field getField(String name)	返回单个公共成员变量对象
Field getDeclaredField(String name)	返回单个成员变量对象

Field类中用于给成员变量赋值的方法

方法名	说明
void set(Object obj, Object value)	给obj对象的成员变量赋值为value

package test;


import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException, NoSuchFieldException {
        //获取Class对象
        Class<?> c = Class.forName("test.Student");

        //1,Field[] getFields() 	返回所有公共成员变量对象的数组
        Field[] fields1 = c.getFields();
        for(Field field:fields1) {
            System.out.println(field);
            //public java.lang.String test.Student.address
        }
        System.out.println("--------");

        //2,Field[ ] getDeclaredFields() 	返回所有成员变量对象的数组
        Field[] fields2 = c.getDeclaredFields();
        for(Field field:fields2) {
            System.out.println(field);
//            private java.lang.String test.Student.name
//            int test.Student.age
//            public java.lang.String test.Student.address
        }
        System.out.println("--------");

        /* 
         一、首先把这个类的带包的字符串路径传给forName()方法得到字节码文件Class对象c
         二、通过c调用getField()得到成员变量对象addressField
         三、addressField调用set()方法给obj对象的address赋值*/
        
        //3,Field getField(String name) 	返回单个公共成员变量对象
        Field addressField = c.getField("address");
        System.out.println(addressField);
        //public java.lang.String test.Student.address
        
        //获取无参构造方法创建对象
        Constructor<?> con = c.getConstructor();
        Object obj = con.newInstance();
        //5,void set(Object obj, Object value) 	给obj对象的成员变量赋值为value
        addressField.set(obj,"成都"); //给obj的成员变量addressField》address赋值为成都
        System.out.println(obj); //Student{name='null', age=0, address='成都'}
    }
}

案例：

package test;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException, NoSuchFieldException {
        //一、首先把这个类的带包的字符串路径传给forName()方法得到字节码文件Class对象c
        Class<?> c = Class.forName("test.Student");

        //二、通过c调用getConstructor()创建无参构造方法对象
        Constructor<?> con = c.getConstructor();

        //三、通过con调用newInstance()创建一个对象
        Object obj = con.newInstance();

        //四、通过c调用getDeclaredField()得到成员变量对象
        Field nameField = c.getDeclaredField("name");
        nameField.setAccessible(true); //取消私有变量的访问检查

        //五、成员变量对象调用set()方法给obj对象的成员变量赋值
        nameField.set(obj,"小黑");

        Field ageField = c.getDeclaredField("age");
        ageField.setAccessible(true);
        ageField.set(obj,10);

        Field addressField = c.getDeclaredField("address");
        addressField.setAccessible(true);
        addressField.set(obj,"成都");

        System.out.println(obj); //Student{name='小黑', age=10, address='成都'}
    }
}

2.5 反射获取成员方法并使用

Class类中获取成员方法的方法

方法名	说明
Method[ ] getMethods()	返回所有公共成员方法对象的数组,包括继承的
Method[ ] getDeclaredMethods()	返回所有成员方法对象的数组,不包括继承的
Method getMethod(String name, Class<?> … parameterTypes)	返回单个公共成员方法对象
Method getDeclaredMethod(String name, Class<?> … parameterTypes)	返回单个成员方法对象

Method类中用于调用成员方法的方法

方法名	说明
Object invoke(Object obj, Objet… args)	调用obj对象的成员方法，参数是args,返回值是Object类型

package test;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        //获取Class对象
        Class<?> c = Class.forName("test.Student");

        //1,Method[ ] getMethods() 	返回所有公共成员方法对象的数组,包括继承的
        Method[] methods1 = c.getMethods();
        for(Method method:methods1) {
            System.out.println(method);
//            public java.lang.String test.Student.toString()
//            public void test.Student.method1()
//            public void test.Student.method3()
//            public void test.Student.method2()
//            public final void java.lang.Object.wait() throws java.lang.InterruptedException
//            public final void java.lang.Object.wait(long,int) throws java.lang.InterruptedException
//            ...
        }
        System.out.println("---------");

        //2,Method[ ] getDeclaredMethods() 	返回所有成员方法对象的数组,不包括继承的
        Method[] methods2 = c.getDeclaredMethods();
        for(Method method:methods2) {
            System.out.println(method);
//            public java.lang.String test.Student.toString()
//            private void test.Student.function()
//            public void test.Student.method1()
//            public void test.Student.method3()
//            public void test.Student.method2()
        }

        //3,Method getMethod(String name, Class<?> … parameterTypes) 	返回单个公共成员方法对象
        Method m = c.getMethod("method1");

        //获取无参构造方法并创建对象
        Constructor<?> con = c.getConstructor();
        Object obj = con.newInstance();

        //5,Object invoke(Object obj, Objet… args) 	调用obj对象的成员方法，参数是args,返回值是Object类型
        //第一个Object：返回值类型；obj：对象；args：方法需要的参数
        m.invoke(obj); //method1
    }
}

案例：
Student类

package test;

public class Student {
    //成员变量：一个私有、一个默认、一个公共
    private String name;
    int age;
    public String address;

    //构造方法：一个私有、一个默认、两个公共
    public Student() {
    }

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

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

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

    //成员方法：一个私有，四个公共
    private void function() {
        System.out.println("function");
    }

    public void method1() {
        System.out.println("method1");
    }

    public void method2(String s) {
        System.out.println("method2:" + s);
    }

    public String method3(String s, int i) { return s + "," + i; }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", address='" + address + '\'' +
                '}';
    }
}

测试类

package test;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        //一、首先把这个类的带包的字符串路径传给forName()方法得到字节码文件Class对象c
        Class<?> c = Class.forName("test.Student");

        //二、通过c调用getConstructor()创建无参构造方法对象
        Constructor<?> con = c.getConstructor();

        //三、通过con调用newInstance()创建一个对象
        Object obj = con.newInstance();

        //四、通过字节码文件对象调用getMethod()方法得到method方法对象
        Method m1 = c.getMethod("method1");

        Method m2 = c.getMethod("method2", String.class);

        Method m3 = c.getMethod("method3", String.class, int.class);

        Method m4 = c.getDeclaredMethod("function");

        //五、通过method方法对象调用invoke()方法
        m1.invoke(obj); //method1

        m2.invoke(obj,"小黑"); //method2:小黑

        Object o = m3.invoke(obj, "小白", 10);
        System.out.println(o); //小白,10

        m4.setAccessible(true);
        m4.invoke(obj); //function
    }
}

2.6 案例

2.6.1案例1：通过反射往`ArrayList<Integer>`集合中，添加字符串数据

package test;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        ArrayList<Integer> array = new ArrayList<>();

//        array.add("小黑"); 报错

        Class<? extends ArrayList> c = array.getClass();

        Method m = c.getMethod("add", Object.class); //因为Object是泛型没有指定数据类型

        m.invoke(array, "小黑");
        m.invoke(array, "小黑");
        m.invoke(array, "小黑");

        System.out.println(array); //[小黑, 小黑, 小黑]
    }
}

2.6.2 案例2：通过配置文件运行类中的方法

Student类

package test;

public class Student {
    public void study() {
        System.out.println("好好学习天天向上");
    }
}

class.txt配置文件

className=test.Student
methodName=study

测试类

package test;

import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        //加载数据
        Properties prop = new Properties();
        FileReader fr = new FileReader("E:\\test\\Demo\\class.txt");
        prop.load(fr);
        fr.close();

        System.out.println(prop); //{methodName=study, className=test.Student}

        String className = prop.getProperty("className");
        String methodName = prop.getProperty("methodName");

        //通过反射来使用
        Class<?> c = Class.forName(className); //test.Student
        Constructor<?> con = c.getConstructor();
        Object obj = con.newInstance();

        Method m = c.getMethod(methodName);//study

        m.invoke(obj); //好好学习天天向上
        //class.txt中只需要改文件路径和方法名
    }
}