Java反射以及在Android中的使用

時間 2019-12-18

標籤 java 反射以及 android 使用欄目 Java 简体版

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文章內容儘量的詳細，方便本身後續查閱。javascript

1、反射概念

java反射是指，在運行狀態中，對於任意一個類，都能知道這個類的全部屬性及方法，對於任何一個對象，都能調用他的任何一個方法和屬性，這種動態獲取新的及動態調用對象的方法的功能叫作反射.java

2、Class 類（java.lang.Class）

Java中萬物皆爲對象，每一個類也是一個對象，每一個類的java文件在編譯的時候會產生同名的.class文件，這個.class文件包含了這個java類的元數據信息，包括成員變量，屬性，接口，方法等，生成.class文件的同時會產生其對應的Class對象，並放在.class文件的末尾。當咱們new一個新對象或者引用靜態成員變量時，Java虛擬機(JVM)中的類加載器子系統會將對應Class對象加載到JVM中，而後JVM再根據這個類型信息相關的Class對象建立咱們須要實例對象或者提供靜態變量的引用值，在JVM中都只有一個Class對象，即在內存中每一個類有且只有一個相對應的Class對象。android

3、在Android中的應用場景

在Android 中，處於安全考慮，google會對系統的某些方法使用@hide或者使用Private修飾，致使咱們沒辦法正常調用此類方法，可是有些場景咱們又須要使用這些方法，這個時候就能夠直接經過反射來調用修改。web

好比 Android 中 StorageManager 類中的 getVolumePaths() 方法，該方法爲隱藏方法，沒辦法正常調用，可是在實際使用中咱們也可能用上，若是你有系統權限，那你就能夠像 Android SD卡及U盤插拔狀態監聽及內容讀取這樣隨心所欲，若是沒有權限，那你就能夠經過反射來實現了，Demo放在最後，認真看完，你也會:grin:api

在Android9.0之後，Google對反射也作了限制，Google對反射的方法作了劃分，並針對不一樣的等級的隱藏方法作了反射限制。安全

白名單：SDK
淺灰名單：仍能夠訪問的非 SDK 函數/字段。
深灰名單：
對於目標 SDK 低於 API 級別 28 的應用，容許使用深灰名單接口。
對於目標 SDK 爲 API 28 或更高級別的應用：行爲與黑名單相同
黑名單：受限，不管目標 SDK 如何。平臺將表現爲彷佛接口並不存在。例如，不管應用什麼時候嘗試使用接口，平臺都會引起 NoSuchMethodError/NoSuchFieldException，即便應用想要了解某個特殊類別的字段/函數名單，平臺也不會包含接口。app

名單列表ide

4、具體使用

咱們先新建一個Person類和Man類，須要注意一下他們的繼承關係及成員變量和方法的修飾符（正常狀況下不會這麼寫，我方便後面方法說明，就刻意的給了不一樣的修飾符）函數

Person.java:post

public class Person {

    public int age;
    private String name;

    public Person() {
    }

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

    private Person(int age) {
        this.age = age;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}
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Man.java:

public class Man extends Person {

    private String address;
    public int phoneNum;

    public Man() {
    }

    public Man(String address) {
        this.address = address;
    }

    private Man(int phoneNum, String address) {
        this.address = address;
        this.phoneNum = phoneNum;
    }

    public String getAddress() {
        return address;
    }

    private void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }

    public int getPhoneNum() {
        return phoneNum;
    }

    private void setPhoneNum(int phoneNum) {
        this.phoneNum = phoneNum;
    }
}
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3.一、獲取類的Class對象

前面說到過，java虛擬機（JVM）會根據這個類型信息相關的Class對象建立咱們須要實例對象或者提供靜態變量的引用值，因此，咱們要用到反射，就首先要拿到這個類的Class對象，獲取Class對象有下面三種方法

一、直接經過類.class，獲取其Class對象

Class manClass = Man.class;
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二、經過Class的`forName`方法

該方法若是路徑找不到會拋出 ClassNotFoundException 異常

try {
     // forName 中要傳入完整路徑
     manClass1 = Class.forName("com.evan.reflection.Man");
   } catch (ClassNotFoundException e) {
      e.printStackTrace();
  }
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三、經過類實例對象 `getClass()` 方法

Man main = new Man();
Class<? extends Man> manClass2 = main.getClass();
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經過打印，能夠看到三者獲取結果一致。

拿到其Class對象，能夠直接經過 newInstance() 方法，獲取到類的實例對象，並對其操做

Man man = (Man) manClass.newInstance();
man.setPhoneNum(123);
int phoneNum = man.getPhoneNum();
System.out.println("getPhoneNum=" + phoneNum);
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結果：

你可能有疑惑，繞來繞去又繞回來了，幹嗎不直接new一個對象,非要繞一大圈，其實咱們這裏最主要的是拿到其Class對象，而後用Class對象去執行私有方法或設置私有變量。

3.二、經過反射獲取構造方法

先貼結論，能夠跟着後面的demo看結論，可能就會比較清晰。

構造方法只針對本類

方法	說明
getConstructors()	獲取當前類公有構造方法
getConstructor(Class… parameterTypes)	獲取參數類型匹配的公有構造方法
getDeclaredConstructors()	獲取當前類全部構造方法，包括私有。
getDeclaredConstructor(Class… parameterTypes)	獲取全部參數類型匹配的構造方法（公有+私有）

我這裏貼心的再貼一下咱們寫的Man類的構造方法，能夠看到一個公有的無參和一個公有的單參構造方法，一個私有的雙參構造方法。

public Man() {
}

public Man(String address) {
    this.address = address;
}

private Man(int phoneNum, String address) {
    this.address = address;
    this.phoneNum = phoneNum;
}
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一、Constructor[] getConstructors()

獲取當前類中全部用public修飾的構造方法。

    Constructor[] constructors = manClass.getConstructors();
        for (Constructor c : constructors) {
         System.out.println("getConstructors--" + c);
    }
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結果：

從打印的結果能夠看到，咱們拿到了一個無參的構造方法和一個String參數的構造方法，而這兩個構造方法恰好是用Public修飾的。

二、Constructor[] getDeclaredConstructors()

拿到該類的全部構造方法，無論修飾符是啥。

    Constructor[] declaredConstructors = manClass.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor c : declaredConstructors) {
            System.out.println("getDeclaredConstructors--" + c);
        }
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結果：

不用說了吧，所有都拿到了！！

三、Constructor getConstructor(Class… parameterTypes)

根據參數類型Class對象，只能獲取指定公有構造方法。

    try {
        // getConstructor(String.class) 傳入對應構造方法的參數類型Class對象
        Constructor constructorPublic = manClass.getConstructor(String.class);
        System.out.println("getConstructor(String.class)=" + constructorPublic);
      } catch (NoSuchMethodException e) {
           e.printStackTrace();
    }
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結果：

該方法只能獲取公有構造，若是咱們去獲取私有的構造方法就會就會拋 NoSuchMethodException 異常。

四、Constructor getDeclaredConstructor(Class… parameterTypes)

獲取指定參數Class對象的構造方法，無限制，獲取公有或者私有均可以。

  try {
         constructorPublicDeclared = manClass.getDeclaredConstructor(String.class);
         Constructor constructorPrivateDeclared2 = manClass.getDeclaredConstructor(int.class, String.class);
         System.out.println("getDeclaredConstructor(String.class)--------" + constructorPublicDeclared);
         System.out.println("getDeclaredConstructor(int.class, String.class)--------" + constructorPrivateDeclared2);
     } catch (NoSuchMethodException e) {
             e.printStackTrace();
      }
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結果：

五、建立對象

拿到了構造方法咱們直接調用 newInstance() 方法並傳入對應參數能夠拿到類對象。

try {
    // 調用 newInstance 傳入對應參數，獲取Man實例並進行操做。
    Man man = (Man) constructorPublicDeclared.newInstance("Test");
    String address = man.getAddress();
    System.out.println("newInstance   address=" + address);
    } catch (InvocationTargetException e) {
       e.printStackTrace();
 }

  // 結果
  newInstance   address=Test
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3.2 獲取方法

Method 類

方法	說明
getMethods()	獲取類自己及其父類全部公有方法
getMethod(String name, Class… parameterTypes)	獲取類自己及其父類經過方法名及參數類型指定的公有方法
getDeclaredMethods()	獲取類自己全部方法
getDeclaredMethod(String name, Class… parameterTypes)	經過類自己經過方法名及參數類型獲取本類指定的方法，無限制

一、Method[] getMethods()

獲取當前類及其父類的Public方法

        Method[] methods = manClass.getMethods();
        for (Method method : methods) {
            System.out.println("getMethods--->" + method);
        }
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結果：

能夠看到獲取的全是Public修飾的方法，不光獲取了自身類，其父類Person類的公有方法同樣打印出來了，大家可能會說Object類是什麼鬼？Object類位於java.lang包中，是全部java類的父類。

二、Method[] getDeclaredMethods()

獲取本類的全部方法。

        Method[] declaredMethods = manClass.getDeclaredMethods();
        for (Method declareMethod : declaredMethods) {
            System.out.println("getDeclaredMethods--->" + declareMethod);
        }
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結果：

三、Method getMethod(String name, Class… parameterTypes)

獲取本類及父類指定方法名和參數Class對象的方法，好比獲取其父類的setName方法和本身的getPhoneNum方法

public void setName(String name)

public int getPhoneNum()

try {
    // 獲取Person父類SetName方法
     Method setName = manClass.getMethod("setName", String.class);
    // 獲取本身 getPhoneNum 方法
     Method getPhoneNum = manClass.getMethod("getPhoneNum");
    System.out.println("getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)--->" + setName);
    System.out.println("getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)--->" + getPhoneNum);
  } catch (NoSuchMethodException e) {
      e.printStackTrace();
  }
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結果：

若是你不信邪，去獲取私有方法，會報錯 NoSuchMethodException

四、Method getDeclaredMethod(String name, Class… parameterTypes)

獲取本類指定方法名和參數Class對象的方法，無限制

        try {
            Method setAddress = manClass.getDeclaredMethod("setAddress", String.class);
            Method getAddress = manClass.getDeclaredMethod("getAddress");
            System.out.println("getDeclaredMethod--->" + setAddress);
            System.out.println("getDeclaredMethod--->" + getAddress);
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        }
複製代碼

結果：

五、方法調用

拿到方法後，方法調用使用：

Object invoke(Object obj, Object... args)
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就拿上面的例子

// 私有方法賦予權限
setAddress.setAccessible(true);
setAddress.invoke(manClass.newInstance(), "重慶市");
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setAccessible 當咱們須要對非公有方法進行操做的時候，須要先調用此方法賦予權限，否則也會拋異常

3.3 獲取成員變量

Field 類

方法	說明
getFields()	獲取類自己及其父類全部公有成員變量
getField(String name)	獲取類自己及其父類指定的公有成員變量
getDeclaredFields()	獲取類自己全部成員變量（私有，公有，保護）
getDeclaredField(String name)	獲取類自己指定名字的成員變量

一、Field[] getFields()

獲取本類及父類全部公有變量

        Field[] fields = manClass.getFields();
        for (Field field : fields) {
            System.out.println("getFields--->" + field);
        }
複製代碼

結果：

二、Field[] getDeclaredFields()

獲取本類全部成員變量

        Field[] fields = manClass.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) {
            System.out.println("getDeclaredFields--->" + field);
        }
複製代碼

結果：

三、Field getField(String name)

獲取本類或者父類指定的成員變量

        try {
            Field age = manClass.getField("age");
            Field phoneNum = manClass.getField("phoneNum");
            System.out.println("getField--->" + age);
            System.out.println("getField--->" + phoneNum);
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        }
複製代碼

結果：

四、Field getDeclaredField(String name)

獲取本類指定的成員變量，無限制

        try {
            Field address = manClass.getDeclaredField("address");
            Field phoneNum = manClass.getDeclaredField("phoneNum");
            System.out.println("getField--->" + address);
            System.out.println("getField--->" + phoneNum);
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        }
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結果：

五、成員變量賦值

// 私有成員變量要賦予權限
address.setAccessible(true);
address.set(manClass.newInstance(), "重慶市");
phoneNum.set(manClass.newInstance(), 023);
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5、實戰

囉嗦這麼久，直接拿文章開頭說的那個方法動手，再看一下這個隱藏方法。

StorageManager.java ——> getVolumePaths

getVolumePaths() : 返回所有存儲卡路徑, 包括已掛載的和未掛載的

雖然這個方法是 Public 修飾的，可是使用了@hide註解，咱們直接使用 StorageManager 對象是找不到這個方法的，以下：

5.一、使用反射獲取

一、拿到 `StorageManager` 的`Class`對象

StorageManager sm = (StorageManager)
                this.getSystemService(Context.STORAGE_SERVICE);
Class<? extends StorageManager> storageManagerClass = sm.getClass();
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二、反射獲取 `getVolumePaths`方法

// getVolumePaths 是用public修飾，因此這裏getMethod和getDeclaredMethod均可以
// getVolumePaths 方法沒有參數，能夠不填
Method method = storageManagerClass.getMethod("getVolumePaths");
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3 、方法調用

若是方法非public修飾，還須要使用 setAccessible(true) 賦予權限

String[] paths = (String[]) method.invoke(sm, null);
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完整代碼：

 /**
     * 反射調用  StorageManager ——>  getVolumePaths 方法
     */
    public void getVolumePaths() {
        StorageManager sm = (StorageManager)
                this.getSystemService(Context.STORAGE_SERVICE);
        Class<? extends StorageManager> storageManagerClass = sm.getClass();
        try {
            // 反射拿到getVolumePaths方法
            Method method =
                    storageManagerClass.getDeclaredMethod("getVolumePaths");
            String[] paths = (String[]) method.invoke(sm, null);
            for (String path : paths) {
                Log.d(TAG, "getVolumePaths: path=" + path);
            }
        } catch (IllegalAccessException | NoSuchMethodException | InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
            Log.e(TAG, "getVolumePaths: " + e.getLocalizedMessage(), e);
        }
    }
複製代碼

結果：

6、結論

其實咋一看，反射仍是很簡單，主要區分私有和公有，以及獲取的是本類的仍是本類加父類，固然，還有更多方法，好比你能夠經過獲取的方法，獲取它的修飾符，變量等等，方法相似，本文內容仍是比較淺，敲一遍基本就知道是咋回事了，看的話可能有點繞，建議本身動手敲一遍，還有其其它獲取反射中的知識點你也能夠去拓展一下，反射在Android中使用仍是挺廣，後續可能會說到熱修復知識點，其中也涉及到反射知識。