Java核心技術點之反射
1. 概述java
Java 反射是可讓咱們在運行時獲取類的方法、屬性、父類、接口等類的內部信息的機制。也就是說，反射本質上是一個「反着來」的過程。咱們經過new建立一個類的實例時，其實是由Java虛擬機根據這個類的Class對象在運行時構建出來的，而反射是經過一個類的Class對象來獲取它的定義信息，從而咱們能夠訪問到它的屬性、方法，知道這個類的父類、實現了哪些接口等信息。數組
2. Class類函數
咱們知道使用javac可以將.java文件編譯爲.class文件，這個.class文件包含了咱們對類的原始定義信息（父類、接口、構造器、屬性、方法等）。.class文件在運行時會被ClassLoader加載到Java虛擬機（JVM）中，當一個.class文件被加載後，JVM會爲之生成一個Class對象，咱們在程序中經過new實例化的對象其實是在運行時根據相應的Class對象構造出來的。確切的說，這個Class對象其實是java.lang.Class<T>泛型類的一個實例，好比Class<MyClass>對象即爲一個封裝了MyClass類的定義信息的Class<T>實例。因爲java.lang.Class<T>類不存在公有構造器，所以咱們不能直接實例化這個類，咱們能夠經過如下方法獲取一個Class對象。this
在下面的講解中，咱們將以People類和Student類爲例：spa
1 public class People {
2 private String name;
3 private int age;
4
5 public People(String name, int age) {
6 this.name = name;
7 this.age = age;
8 }
9
10 public int getAge() {
11 return age;
12 }
13
14 public String getName() {
15 return name;
16 }
17
18 public void setAge(int age) {
19 this.age = age;
20 }
21
22 public void setName(String name) {
23 this.name = name;
24 }
25
26 public void speak() {
27 System.out.println(getName() + " " + getAge());
28 }
29 }
1 public class Student extends People {
2 private int grade;
3
4 public Student(String name, int age) {
5 super(name, age);
6 }
7
8 public Student(String name, int age, int grade) {
9 super(name, age);
10 this.grade = grade;
11 }
12
13 public int getGrade() {
14 return grade;
15 }
16
17 public void setGrade(int grade) {
18 this.grade = grade;
19 }
20
21 private void learn(String course) {
22 System.out.println(name + " learn " + course);
23 }
24 }
（1） 經過類名獲取Class對象：code
若在編譯期知道一個類的名字，咱們能夠這樣獲取它的Class對象：對象
1 Class<People> peopleClass = People.class;
還有一種根據類的完整路徑名獲取Class對象的方法以下所示：blog
1 Class<People> peopleClass = Class.forName("com.test.People"); //假設People類在com.test包中
注意，Class.forName()方法的參數必須是一個類的全路徑名。實際上，只要咱們「import com.test.People"，就能夠直接經過」People.class"獲取他的Class對象，而不用寫出全路徑這麼麻煩。
（若在調用 Class.forName()方法時，沒有在classpath找到對應的類，會拋出 ClassNotFoundException。）繼承
（2） 經過對象自己獲取其Class對象：接口
1 People people = new People("Bill"， 18);
2 Class<People> peopleClass = people.getClass();
3. 經過反射獲取類的構造器
一旦咱們得到了People的Class 對象，咱們即可以經過這個Class 對象獲取到People類的原始定義信息。 首先，咱們來獲取People類的構造器對象，有了這個構造器對象，咱們便可以構造出一個People對象出來。好比，咱們能夠在Student.java中添加如下代碼：
1 public static void main(String[] args) {
2 Class<People> pClass = People.class;
3 System.out.println(pClass);
4 try {
5 Constructor<People> constructor = pClass.getConstructor(String.class, int.class);
6 People people = constructor.newInstance("Bill", 18);
7 obj.speak();
8 } catch (Exception e) {
9 e.printStackTrace();
10 }
11 }
在第4行，咱們調用getConstructor方法來獲取一個People類的構造器對象，因爲咱們想要獲取的構造器的形參類型爲String和int，因此咱們傳入String.class和int.class。有了構造器對象，咱們即可以調用newInstance方法來建立一個people對象，如上面代碼的第6行所示。
注意，當經過反射獲取到類的 Constructor、Method、Field對象後，在調用這些對象的方法以前，先將此對象的 accessible 標誌設置爲 true，以取消 Java 語言訪問檢查，能夠提高反射速度。如如下代碼所示：
1 Constructor<People> constructor = peopleClass.getConstructor(String.class， int.class); 2 // 設置 constructor 的 Accessible屬性爲ture以取消Java的訪問檢查 3 constructor.setAccessible(true);
4. 經過反射獲取類中定義的方法
（1） 獲取當前類中定義的方法（不包括從父類繼承來的）
要獲取當前類中定義的全部方法能夠經過 Class 中的 getDeclaredMethods 函數，它會獲取到當前類中定義的全部方法（包括private、public、static等各類方法），它會返回一個Method對象數組，其中的每一個Method對象即表示了一個類中定義的方法。要想得到指定的方法，能夠調用getDeclaredMethod(String name, Class...<T> parameterTypes)。如如下代碼所示 :
1 private static void showDeclaredMethods() {
2 Student student = new Student("Bill", 18);
3 Method[] methods = student.getClass().getDeclaredMethods();
4 for (Method method : methods) {
5 System.out.println("declared method name : " + method.getName());
6 }
7
8 try {
9 //獲取learnMethod對象（封裝了learn方法）
10 Method learnMethod = student.getClass().getDeclaredMethod("learn", String.class);
11 //獲取learn方法的參數列表並打印出來
12 Class<?>[] paramClasses = learnMethod.getParameterTypes() ;
13 for (Class<?> class : paramClasses) {
14 System.out.println("learn方法的參數: " + class.getName());
15 }
16 //判斷learn方法是否爲private
17 System.out.println(learnMethod.getName() + " is private "
18 + Modifier.isPrivate(learnMethod.getModifiers()));
19 learnMethod.invoke(student, "Java Reflection");
20 } catch (Exception e) {
21 e.printStackTrace();
22 }
23 }
第12行，經過調用Method對象的getParameterTypes方法來獲取一個方法的形參的類型列表，這個方法會返回一個Class<T>數組。好比因爲learn方法只有一個String類型的參數，因此調用此方法會返回一個只包含String.class一個元素的Class<T>數組。（因爲返回的Class對象分別對應了不一樣類型，因此咱們在上面的代碼中用了Class<?>。）
第14行，咱們調用了Class對象的getName方法，這個方法會返回這個Class對象所封裝的類的全名（本例中會返回java.lang.String)。
第19行，經過調用Method對象的invoke方法能夠調用相應Method對象所封裝的方法。
（2） 獲取當前類和父類中定義的公有方法
要獲取當前類以及父類中的全部 public 方法能夠調用getMethods 函數，而要獲取某個指定的public方法，能夠調用getMethod方法。請看如下代碼：
1 private static void showMethods() {
2 Student student = new Student("mr.simple");
3 // 獲取全部public方法(包括Student自己的和從父類繼承來的）
4 Method[] methods = student.getClass().getMethods();
5 for (Method method : methods) {
6 System.out.println("method name : " + method.getName());
7 }
8 try {
9 //注意，經過 getMethod只能獲取public方法，若嘗試獲取private方法則會拋出異常
10 Method learnMethod = student.getClass().getMethod("learn", String.class);
11
12 } catch (Exception e) {
13 e.printStackTrace();
14 }
15 }
5. 經過反射獲取類中定義的屬性
獲取屬性與獲取方法是相似的，只不過 getMethod 函數換成了 getField，getDeclaredMethod 換成了 getDeclaredField 。
（1） 獲取當前類中定義的屬性（不包括從父類繼承來的屬性）
要獲取當前類中定義的全部屬性（包括private、public、static等各類屬性）能夠調用 Class對象的getDeclaredFields函數；要想得到指定的屬性，能夠調用getDeclaredField。如如下代碼所示
1 private static void showDeclaredFields() {
2 Student student = new Student("Bill", 18);
3 // 獲取當前類中定義的全部屬性並顯示出來
4 Field[] fields = student.getClass().getDeclaredFields();
5 for (Field field : publicFields) {
6 System.out.println("declared field name : " + field.getName());
7 }
8
9 try {
10 // 獲取指定的屬性
11 Field gradeField = student.getClass().getDeclaredField("grade");
12 // 獲取屬性值
13 System.out.println("The grade is : " + gradeField.getInt(student));
14 // 設置屬性值
15 gradeField.set(student, 10);
16 System.out.println("The grade is : " + gradeField.getInt(student));
17 } catch (Exception e) {
18 e.printStackTrace();
19 }
20 }
（2）獲取當前類和父類中定義的public屬性
要獲取當前類和父類中定義的全部public 屬性能夠調用Class對象的getFields 函數，而要獲取某個指定的public屬性，能夠調用getField方法，如如下代碼所示：
private static void showFields() {
Student student = new Student("Bill"， 18);
// 獲取當前類和父類的全部public屬性並顯示
Field[] publicFields = student.getClass().getFields();
for (Field field : publicFields) {
System.out.println("field name : " + field.getName());
}
}
6. 經過反射獲取類的父類及類所實現的接口
（1）獲取父類
調用Class對象的getSuperClass方法便可，如如下代碼所示：
1 Student student = new Student("Bill", 18);
2 Class<?> superClass = student.getClass().getSuperclass();
3 System.out.println("Student's super class is : " + superClass.getName());
(2) 獲取接口
要知道一個類實現了哪些接口，只需調用Class對象的getInterfaces方法，如如下代碼所示：
1 private static void showInterfaces() {
2 Student student = new Student("Bill", 19);
3 Class<?>[] interfaces = student.getClass().getInterfaces();
4 for (Class<?> interface : interfaces) {
5 System.out.println("Implements interface: " + interface.getName());
6 }
7 }
因爲Student類未顯式實現任何接口，因此以上代碼什麼也不會輸出。
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