java反射所需要了解的基本知识点

news2024/11/13 16:24:27

反射概述

反射：通过运行时操作元数据或对象，Java 可以灵活地操作运行时才能确定的信息，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。
其相关类在下面这个包里面：java.lang.reflect.*;

反射机制相关的重要的类：

  1. java.lang.Class 代表整个字节码。代表一个类型，代表整个类。
  2. java.lang.reflect.Method 代表字节码中的方法字节码。代表类中的方法。
  3. java.lang.reflect.Constructor 代表字节码中的构造方法字节码。代表类中的构造方法。
  4. java.lang.reflect.Field 代表字节码中的属性字节码。代表类中的成员变量（静态变量+实例变量）。

必须先获得Class才能获取Method、Constructor、Field。

Class文件（反射原理）

每个类都会产生一个对应的Class对象，一般保存在.class文件中，Class文件是一组以8字节为基础单位的二进制文件

Class对象仅在需要的时候才会加载，static初始化是在类加载时进行的

类加载时，类加载器首先会检查这个类的Class对象是否已被加载过，如果尚未加载，默认的类加载器就会根据类名查找对应的.class文件。

  • 虚拟机为每种类型管理一个独一无二的Class对象，每个类（型）都有一个Class对象。
  • 运行程序时，Java虚拟机(JVM)首先检查所要加载的类对应的Class对象是否已经加载。
  • 如果没有加载，JVM就会根据类名查找.class文件，并将其Class对象载入。
    在这里插入图片描述

特点：

  1. java八个基本数据类型和关键字 void 也都对应一个 Class 对象

    • 八个基本数据类型：boolean、byte、char、short、int、long、float 和 double

  2. 每个数组属于被映射为 Class 对象的一个类，所有具有相同元素类型和维数的数组都共享该 Class 对象

  3. 一般某个类的Class对象被载入内存，它就用来创建这个类的所有对象。

该方法的执行会导致类加载，类加载时，静态代码块执行

推荐阅读：https://juejin.cn/post/6917050648563777544#comment

获取Class对象

Object类的getClass()方法

Person person = new Person();  
Class<?> class1 = person.getClass();
System.out.println( class1 );

运行结果

class com.app.Person

Class类的中静态forName()方法

Class<?> class2 = Class.forName("com.app.Person");
System.out.println( class2 );

运行结果

class com.app.Person

T.class

如果T是一个Java类型，那么T.class就代表了匹配的类对象。

Class<?> class3 = Person.class;
System.out.println( class3 );

运行结果

class com.app.Person

区别

使用”.class”来创建Class对象的引用时，不会自动初始化该Class对应类，使用forName()会自动初始化该Class对应类。

获取所有的方法：getMethods( )

//创建类
Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");
//获取所有的公共的方法
Method[] methods = 	class1.getMethods() ;
for (Method method : methods) {
	System.out.println( method );
}

运行结果会将该方法的自定义的所有方法和父类Object的所有方法进行输出

获取某个方法：getMethod(“方法名”)

//创建类
Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");
//获取所有的公共的方法
Method method = class1.getMethod("getName");
System.out.println( method );

运行结果会将该方法的getName方法输出

获取所有实现的接口：getInterfaces()

//创建类
Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");
//获取所有的接口
Class<?>[] interS = class1.getInterfaces() ;
for (Class<?> class2 : interS ) {
	System.out.println( class2 );
}

获取父类：getSuperclass()

/创建类
Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");
//获取父类
Class<?> superclass = class1.getSuperclass() ;
System.out.println( superclass );

获取所有具有public属性的构造函数：getConstructors()

返回所有具有public属性的构造函数数组

//创建类
Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");
//获取所有的构造函数
Constructor<?>[] constructors = class1.getConstructors() ;
for (Constructor<?> constructor : constructors) {
	System.out.println( constructor );
}

获取所有的属性：getDeclaredFields();

获得某个类的所有申明的字段，即包括public、private和proteced，但是不包括父类的申明字段。

//创建类
Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");
//取得本类的全部属性
Field[] field = class1.getDeclaredFields();
for (Field field2 : field) {
	System.out.println( field2 );
}

输出的结果也可以看出来其修饰符

获取公共属性：getFields();

getFields()获得某个类的所有的公共（public）的字段，包括父类。

//创建类
Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");
//取得本类的全部属性
Field[] field = class1.getFields();
for (Field field2 : field) {
	System.out.println( field2 );
}

输出的结果也可以看出来其修饰符，但是只有public的内容

创建实例：newInstance()

//创建类
Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");;
//创建实例化：相当于 new 了一个对象
Object object = class1.newInstance() ;
//向下转型
Person person = (Person) object ;

newInstance()和new的区别

区别1：

  1. 前者是使用类加载机制，后者是创建一个新类
  2. 为什么会有两种创建对象方式：
    • 要考虑到软件的可伸缩、可扩展和可重用等软件设计思想：Java中工厂模式经常使用newInstance()方法来创建对象

区别2：

  1. 从JVM的角度看，我们使用关键字new创建一个类的时候，这个类可以没有被加载
  2. 但是使用newInstance()方法的时候，就必须保证：（两个步骤的正是Class的静态方法forName()所完成）
    • 这个类已经加载；
    • 这个类已经连接了。

区别3：

  1. 在调用class的静态加载方法forName时获得更好的灵活性，提供给了一种降耦的手段。

一句话描述：

  1. newInstance: 弱类型。低效率。只能调用无参构造。
  2. new: 强类型。相对高效。能调用任何public构造。

执行某对象的某个方法：invoke()

作用：调用包装在当前Method对象中的方法。

原型：

Object invoke（Object obj,Object...args）

参数解释：

  1. obj：实例化后的对象
  2. args：用于方法调用的参数

返回：根据obj和args调用的方法的返回值

方法说明

一：如果底层方法是静态的，那么可以忽略指定的 obj 参数，该参数可以为 null；如果底层方法所需的形参数为 0，则所提供的 args 数组长度可以为 0 或 null

二：第一个参数是隐式参数(比如this，传进你要委托的对象)；其余的可变参数提供了显式参数(Java SE 5.0以前没有可变参数，必须传递对象数组或者null)；对于静态方法（属于类），第一个参数设置为null，作为隐式参数来传递

三：如果有返回类型，invoke方法将返回一个名义上的Object类型，实际类型由方法内部决定，所以还要进行强制类型转换；

  1. 如果返回类型是基本类型，为了统一返回类型，将会返回其包装器类型，如下
    //省略显式参数，因为没有形参，不需要实参传入
double s = (Double)m2.invoke(harry)

举例

执行某个类的静态方法

nvoke的一个参数是null，因为这是静态方法，不需要借助实例运行

// 获取Integer.parseInt(String)方法，参数为String:
Method m = Integer.class.getMethod("parseInt", String.class);
// 调用该静态方法并获取结果:
Integer n = (Integer) m.invoke(null, "12345");
// 打印调用结果:
System.out.println(n);

执行某对象的方法

owner对象中带有参数args的method方法。返回值是Object，也既是该方法的返回值

public Object newInstance(String className, Object[] args) throws Exception { 
	//这个对象的Class
	Class ownerClass = owner.getClass();

	// 配置参数的Class数组，作为寻找Method的条件
	Class[] argsClass = new Class[args.length];  
	for (int i = 0, j = args.length; i < j; i++) {  
	    argsClass[i] = args[i].getClass();  
	}
	//过methodName和参数的argsClass（方法中的参数类型集合）数组得到要执行的Method。
	Method method = ownerClass.getMethod(methodName, argsClass); 
	// 执行该Method.invoke方法的参数是执行这个方法的对象owner，和参数数组args
	return method.invoke(owner, args);
}

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