JAVA 之深入理解反射

1. 　反射的概述

1.1. 什么是反射
每个.class文件被加载到内存后都是一个Class类的对象！例如Demo.class加载到内存后它是Class<Demo>类型的一个对象。

图片1.png
反射就是通过Class对象获取类型相关的信息。一个Class对象就表示一个.class文件，可以通过Class对象获取这个类的构造器、方法，以及成员变量等。
反射是Java的高级特性，在框架中大量被使用！我们必须要了解反射，不然无法学好JavaWeb相关的知识！
1.2. 反射相关类
与反射相关的类：与反射相关的类们，它们都不能new！！！

• 1、Class：表示类；
• 2、Field：表示成员变量；
• 3、Method：表示方法；
• 4、Constructor：表示构造器。

2. Class类

2.1 获取Class类的三种基本方式

• 类名.class
• 对象.getClass()
• Class.forName(“字符串：类名”)
  通过类名称.class，对基本类型也支持
• Class c = int.class；
• Class c = int[].class；
• Class c = String.class
  通过对象.getClass()方法
• Class c = obj.getClass();
  ** Class.forName()通过类名称加载类，这种方法只要有类名称就可以得到Class**
• Class c = Class.forName(“cn.itcast.Demo”);
  2.2. Class类的常用方法

1、String getName()：获取类名称，包含包名；
2、String getSimpleName()：获取类名称，不包含包名；
3、Class getSupperClass()：获取父类的Class，例如：new Integer(100).getClass().getSupperClass()返回的是Class<Number>！但new Object().getSupperClass()返回的是null，因为Object没有父类；

• 4、T newInstance()：使用本类无参构造器来创建本类对象；

• boolean isArray()：是否为数组类型；
• boolean isAnnotation()：是否为注解类型；
• boolean isAnnotationPresent(Class annotationClass)：当前类是否被annotationClass注解了；
• boolean isEnum()：是否为枚举类型；
• boolean isInterface()：是否为接口类型；
• boolean isPrimitive()：是否为基本类型；
• boolean isSynthetic()：是否为引用类型；

通过反射创建对象

public class Demo1 {
    @Test
    public void fun1() throws Exception {
        String className = "cn.***.***";//包路径名
        Class clazz = Class.forName(className); 
        User user = (User)clazz.newInstance();
        System.out.println(user);
    }
}

class User {
    private String username;
    private String password;

    public String getUsername() {
        return username;
    }

    public void setUsername(String username) {
        this.username = username;
    }

    public String getPassword() {
        return password;
    }

    public void setPassword(String password) {
        this.password = password;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User [username=" + username + ", password=" + password + "]";
    }
}

3 Constructor

[它是Class的一个组成部门，所以需要先得到Class，再通过Class的方法得到Constructor]
Constructor表示一个类的构造器。即构造器的反射对象！

3.1.　获取Constructor对象
　　获取Construcator对象需要使用Class对象，下面API来自Class类：

1、Constructor getConstructor(Class… parameterTypes)：通过指定的参数类型获取公有构造器反射对象；
2、Constructor[] getConstructors()：获取所有公有构造器对象；
3、Constructor getDeclaredConstructor(Class… parameterTypes)：通过指定参数类型获取构造器反射对象。可以是私有构造器对象；
4、Constructor[] getDeclaredConstructors()：获取所有构造器对象。包含私有构造器；

3.2.　Construcator类常用方法

1、String getName()：获取构造器名；
2、Class getDeclaringClass()：获取构造器所属的类型；
3、Class[] getParameterTypes()：获取构造器的所有参数的类型；
4、Class[] getExceptionTypes()：获取构造器上声明的所有异常类型；
5、T newInstance(Object… initargs)：通过构造器反射对象调用构造器。

4　Method(类的组成部分)

Class 类的反射对象
Constructor 构造器的反射对象
Method表示方法的反射对象
Field 成员的反射对象

4.1.　获取Method
获取Method需要通过Class对象，下面是Class类的API：

1、Method getMethod(String name, Class… parameterTypes)：通过方法名和方法参数类型获取方法反射对象，包含父类中声明的公有方法，但不包含所有私有方法；
2、Method[] getMethods()：获取所有公有方法，包含父类中的公有方法，但不包含任何私有方法；
3、Method getDeclaredMethod(String name, Class… parameterTypes)：通过方法名和方法参数类型获取本类中声明的方法的反射对象，包含本类中的私有方法，但不包含父类中的任何方法；
4、Method[] getDeclaredMethods()：获取本类中所有方法，包含本类中的私有方法，但不包含父类中的任何方法。

4.2　Method常用方法

1、String getName()：获取方法名；
2、Class getDeclaringClass()：获取方法所属的类型；
3、Class[] getParameterTypes()：获取方法的所有参数的类型；
4、Class[] getExceptionTypes()：获取方法上声明的所有异常类型；
5、Class getReturnType()：获取方法的返回值类型；
6、Object invode(Object obj, Object… args)：通过方法反射对象调用方法，如果当前方法是实例方法，那么当前对象就是obj，如果当前方法是static方法，那么可以给obj传递null。args表示是方法的参数；

5　Field

Field表示类的成员变量，可以是实例变量，也可以是静态变量。

5.1.　获取Field对象
获取Field对象需要使用Class对象，下面是Class类的API：

1、Field getField(String name)：通过名字获取公有成员变量的反射对象，包含父类中声明的公有成员变量；
2、Field[] getFields()：获取所有公有成员变量反射对象，包含父类中声明的公有成员变量；
3、Field getDeclaredField(String name)：通过名字获取本类中某个成员变量，包含本类的private成员变量，但父类中声明的任何成员变量都不包含；
4、Field[] getDeclaredFields()：获取本类中声明的所有成员变量，包含private成员变量，但不包含父类中声明的任何成员变量；

5.2　Field类的常用方法

1、String getName()：获取成员变量名；
2、Class getDeclaringClass()：获取成员变量的类型；
3、Class getType()：获取当前成员变量的类型；
4、Object get(Object obj)：获取obj对象的成员变量的值；
5、void set(Object obj, Object value)：设置obj对象的成员变量值为value；

6　 AccessibleObject**

AccessibleObject类是Constructor、Method、Field三个类的父类。AccessibleObject最为重要的方法如下：

1、boolean isAccessible()：判断当前成员是否可访问；
2、void setAccessible(boolean flag)：设置当前成员是否可访问。//[当设置该参数为true时，那么private的成员、方法、构造器就都可以操作了。]

当Constructor、Method、Field为私有时，如果我们想反射操作，那么就必须先调用反射对象的setAccessible(true)方法，然后才能操作。
User.java

public class User {
    private String username;
    private String password;

    public User() {
    }

    public User(String username, String password) {
        this.username = username;
        this.password = password;
    }

    public String getUsername() {
        return username;
    }

    public void setUsername(String username) {
        this.username = username;
    }

    public String getPassword() {
        return password;
    }

    public void setPassword(String password) {
        this.password = password;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User [username=" + username + ", password=" + password + "]";
    }
}

注意，User类的username和password成员变量为private的，这时再通过Field来反射操作这两个成员变量就必须先通过setAccessible(true)设置后才行。

public class Demo1 {
    @Test
    public void fun1() throws Exception {
        String className = "cn.itcast.User";
        Class clazz = Class.forName(className);
        User user = new User("zhangSan", "123");
        
        Field field1 = clazz.getDeclaredField("username");
        Field field2 = clazz.getDeclaredField("password");
//[因为username和password都是私有的成员变量，所以需要使用getDeclaredField()才能获取到。]     
        field1.setAccessible(true);
        field2.setAccessible(true);
//[设置成员变量是可以访问的，对于私有变量、方法、构造器都必须先调用这个方法后才能操作，不然会抛出异常。]      
        String username = (String)field1.get(user);
        String password = (String)field2.get(user);
        
        System.out.println(username + ", " + password);
        
        field1.set(user, "liSi");
        field2.set(user, "456");
        
        System.out.println(user);
    }
}