Java反射机制

Java反射机制是移动架构的重要知识体系中的一部分，可以说想要成为合格的移动架构师必须了解Java的反射机制。

（1）概念

Java的反射（reflection）机制是指在程序的运行状态中，可以构造任意一个类的对象，可以了解任意一个对象所属的类，可以了解任意一个类的成员变量和方法，可以调用任意一个对象的属性和方法。这种动态获取程序信息以及动态调用对象的功能称为Java语言的反射机制。反射被视为动态语言的关键。

以上定义是在科学百科中找到的。

（2）本质

所谓反射，其实就是获取字节码文件，即.class文件，最后生成Class对象，拿到这个对象之后就可以对这个对象为所欲为了。

（3）获取Class对象的三种方式

上面说到，反射机制的本质是获取.class文件，生成Class对象，那么该如何获取Class对象呢？

[第一种方式]

如果我们可以拿到某对象的实例如对象Test，那么获取Test的Class对象的代码如下：

Class<?> cls = new Test().getClass();

[第二种方式]

在知道类名的情况下：

Class<?> cls = Test.class;

[第三种方式]

前两种获取Class对象的方式比较简单，但是必须保证Test对象能直接访问，但是，在很多时候，我们想要获取的Class对象不能直接访问，这个时候必须采用第三种获取Class对象的方式，如下：

    Class<?> cls = null;
    try {
        cls = Class.forName("com.juexing.mytest.Test");
        System.out.println(cls.getName());
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }

forName()方法里传递的参数是Class的Name，所以，如果Test对象可以直接访问，也可以写成：

    Class<?> cls = null;
    try {
        cls = Class.forName(Test.class.getName());
        System.out.println(cls.getName());
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }

[三种方式如何选择]

第一种方式显然已经获取到对象了，所以没必要使用复杂化的反射机制；
第二种方式会导致模块与模块之间的耦合性，也不建议使用；
第三种方式是反射机制常用的方法，建议使用。

（4）获取构造方法

// 1.获取参数列表是parameterTypes，访问控制符是public的构造函数
public Constructor getConstructor(Class[] parameterTypes)

// 2.获取所有访问控制符是public的构造函数
public Constructor[] getConstructors()

// 3.获取参数列表是parameterTypes，并且是类自身声明的构造函数，访问控制符包含public、protected和private的函数。
public Constructor getDeclaredConstructor(Class[] parameterTypes)

//4.获取类自身声明的全部的构造函数，访问控制符包含public、protected和private的函数。
public Constructor[] getDeclaredConstructors()

//5.如果类声明在其它类的构造函数中，返回该类所在的构造函数，如果存在则返回，不存在返回null
public Constructor getEnclosingConstructor()

举例：

Constructor<?> constructor = cls.getDeclaredConstructor();//没有参数
Constructor<?> constructor = cls.getDeclaredConstructor(int.class);//一个参数
Constructor<?> constructor = cls.getDeclaredConstructor(String.class, String.class);//两个参数

拿到constructor对象之后可以新建当前对象的一个实例：

constructor.newInstance();

这个方法在实际运用中会经常用到。

（5）获取成员函数

// 1.获取函数名是name，参数是parameterTypes的public的函数(包括从基类继承的、从接口实现的所有public函数)
 public Method getMethod(String name, Class[] parameterTypes)

 //2.获取全部的public的函数(包括从基类继承的、从接口实现的所有public函数)
 public Method[] getMethods()

 //3.获取函数名name，参数是parameterTypes，并且是类自身声明的函数，包含public、protected和private方法。
 public Method getDeclaredMethod(String name, Class[] parameterTypes)

 //4.获取全部的类自身声明的函数，包含public、protected和private方法。
 public Method[] getDeclaredMethods()

 //5.如果这个类是其它类中某个方法的内部类，调用getEnclosingMethod()就是这个类所在的方法；若不存在，返回null。
 public Method getEnclosingMethod()

举例：

        Class<?> cls = Class.forName("com.juexing.mytest.ATest");
        Method methodA = cls.getDeclaredMethod("testA");
        System.out.println(methodA.getName());
        Method methodB = cls.getDeclaredMethod("testB", String.class);
        System.out.println(methodB.getName());
        Method[] methods = cls.getDeclaredMethods();
        for(Method method : methods){
            System.out.println(method.getName());
        }

那么，得到Method对象之后又可以做什么操作呢？

[获取方法名]

methodA.getName();

[调用方法]

使用invoke方法调用指定方法，如：

methodA.invoke(constructor.newInstance());

invoke方法第一个参数传递指定类的实例（如果能获取到对应类的实例最好，如果获取不到，只用使用constructor.newInstance()代替了），后面几个参数传递方法的参数。

假设有这样一个类

public class ATest {

    public ATest(){

    }

    public void testA(){
        System.out.println("调用了testA");
    }

    public String testB(String a1, int b, float c){
        System.out.println(a1);
        return a1;
    }

    private void testC(){
        System.out.println("调用了testC");
    }
}

那么，该如何使用反射机制调用testA、testB、testC这三个方法呢？

调用testA（最简单的调用方式）

        Class<?> cls = Class.forName("com.juexing.mytest.ATest");
        Constructor constructor = cls.getDeclaredConstructor();
        Method methodA = cls.getDeclaredMethod("testA");
        methodA.invoke(constructor.newInstance());

调用testB（注意返回值和参数）

        Class<?> cls = Class.forName("com.juexing.mytest.ATest");
        Constructor constructor = cls.getDeclaredConstructor();
        Method methodB = cls.getDeclaredMethod("testB", String.class, int.class, float.class);
        String aa = (String) methodB.invoke(constructor.newInstance(), "调用了testB", 2, 2.0f);
        System.out.println(aa);

invoke方法除了第一个参数外，剩下的几个参数都是testB方法的参数传值，aa是返回值。

调用testC（注意private修饰符）

        Class<?> cls = Class.forName("com.juexing.mytest.ATest");
        Constructor constructor = cls.getDeclaredConstructor();
        Method methodC = cls.getDeclaredMethod("testC");
        methodC.invoke(constructor.newInstance());

我们都知道，Java是无法访问其他类中的私有方法，如果使用以上代码调用testC方法会直接报错，如下：

图片.png

那么，反射机制能否调用私有方法？答案是可以的。

在代码中加入以下代码：

        methodC.setAccessible(true);

可以解决访问受限的问题。

（6）获取成员变量

//1.获取“名称是name”的public的成员变量(包括从基类继承的、从接口实现的所有public成员变量)
public Field getField(String name)

//2.获取全部的public成员变量(包括从基类继承的、从接口实现的所有public成员变量)
public Field[] getFields()

//3.获取“名称是name”，并且是类自身声明的成员变量，包含public、protected和private成员变量。
public Field getDeclaredField(String name)

//4.获取全部的类自身声明的成员变量，包含public、protected和private成员变量。
public Field[] getDeclaredFields()

拿到字段信息就可以访问这些字段了，如：

        field.get(obj);
        field.getBoolean(obj);
        field.getByte(obj);
        field.getChar(obj);
        field.getFloat(obj);
        field.getDouble(obj);
        field.getLong(obj);

当然，如果字段的修饰否是private，需要添加以下代码：

        field.setAccessible(true);

既然可以获取字段，当然也可以修改字段：

        field.set(obj, null);
        field.setBoolean(obj, false);
        field.setByte(obj, (byte)1);
        field.setChar(obj, 'C');
        field.setFloat(obj, 1.0f);
        field.setDouble(obj, 1.0);
        field.setLong(obj, 1);

（7）总结

反射机制的相关方法还有很多，我想，了解以上提到的内容应该就差不多了，在一些主流框架中，反射机制运用非常的广泛，了解反射机制是成为架构师的必备功课之一。

[本章完]