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10分钟理解Java反射机制

概述

Java 反射是可以让我们在运行时获取类的方法、属性、父类、接口等类的内部信息的机制。也就是说,反射本质上是一个“反着来”的过程。我们通过new创建一个类的实例时,实际上是由Java虚拟机根据这个类的Class对象在运行时构建出来的,而反射是通过一个类的Class对象来获取它的定义信息,从而我们可以访问到它的属性、方法,知道这个类的父类、实现了哪些接口等信息。

Class类

我们知道使用javac能够将.java文件编译为.class文件,这个.class文件包含了我们对类的原始定义信息(父类、接口、构造器、属性、方法等)。.class文件在运行时会被ClassLoader加载到Java虚拟机(JVM)中,当一个.class文件被加载后,JVM会为之生成一个Class对象,我们在程序中通过new实例化的对象实际上是在运行时根据相应的Class对象构造出来的。确切的说,这个Class对象实际上是java.lang.Class<T>泛型类的一个实例,比如Class<MyClass>对象即为一个封装了MyClass类的定义信息的Class<T>实例。由于java.lang.Class<T>类不存在公有构造器,因此我们不能直接实例化这个类,我们可以通过以下方法获取一个Class对象。
在下面的讲解中,我们将以People类和Student类为例:

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  1. public class People {    
  2.       private String name;    
  3.       private int age;    
  4.       public People(String name, int age) {    
  5.           this.name = name;    
  6.               this.age = age;    
  7.       }    
  8.       public int getAge() {    
  9.           return age;    
  10.       }     
  11.       public String getName() {    
  12.           return name;    
  13.       }     
  14.       public void setAge(int age) {    
  15.           this.age = age;    
  16.       }     
  17.       public void setName(String name) {    
  18.           this.name = name;    
  19.       }    
  20.       public void speak() {    
  21.         System.out.println(getName() + " " + getAge());    
  22.      }    
  23. }    
  24.      
  25. public class Student extends People {    
  26.   private int grade;    
  27.   public Student(String name, int age) {        
  28.     super(name, age);      
  29.   }    
  30.   public Student(String name, int age, int grade) {    
  31.     super(name, age);                
  32.     this.grade = grade;      
  33.   }          
  34.   public int getGrade() {       
  35.     return grade;      
  36.   }         
  37.   public void setGrade(int grade) {       
  38.     this.grade = grade;      
  39.   }        
  40.   private void learn(String course) {        
  41.     System.out.println(name + " learn " + course);      
  42.   }    
  43. }   
通过类名获取Class对象

若在编译期知道一个类的名字,我们可以这样获取它的Class对象:

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  1. Class<People> peopleClass = People.class;    

还有一种根据类的完整路径名获取Class对象的方法如下所示:

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  1. //假设People类在com.test包中    
  2. Class<People> peopleClass = Class.forName("com.test.People");     

注意,Class.forName()方法的参数必须是一个类的全路径名。实际上,只要我们“import com.test.People",就可以直接通过”People.class"获取他的Class对象,而不用写出全路径这么麻烦。 (若在调用 Class.forName()方法时,没有在classpath找到对应的类,会抛出 ClassNotFoundException。)

通过对象本身获取其Class对象
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  1. People people = new People("Bill", 18);    
  2. Class<People> peopleClass = people.getClass();    

通过反射获取类的构造器

一旦我们获得了People的Class 对象,我们便可以通过这个Class 对象获取到People类的原始定义信息。 首先,我们来获取People类的构造器对象,有了这个构造器对象,我们便能够构造出一个People对象出来。比如,我们可以在Student.java中添加以下代码:

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  1. public static void main(String[] args) {       
  2.   Class<People> pClass = People.class;       
  3.   try {       
  4.     Constructor<People> constructor = pClass.getConstructor(String.classint.class);         
  5.     People people = constructor.newInstance("Bill"18);                     
  6.     people.speak();      
  7.   } catch (Exception e) {      
  8.   }     
  9. }    

在上面,我们调用getConstructor方法来获取一个People类的构造器对象,由于我们想要获取的构造器的形参类型为String和int,所以我们传入String.class和int.class。有了构造器对象,我们便可以调用newInstance方法来创建一个people对象。
注意,当通过反射获取到类的 Constructor、Method、Field对象后,在调用这些对象的方法之前,先将此对象的 accessible 标志设置为 true,以取消 Java 语言访问检查,可以提升反射速度。如以下代码所示:

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  1. Constructor<People> constructor = peopleClass.getConstructor(String.class,     
  2.     int.class);    
  3. // 设置 constructor 的 Accessible属性为ture以取消Java的访问检查    
  4. constructor.setAccessible(true);    

通过反射获取类中声明的方法

获取当前类中声明的方法(不包括从父类继承来的)

要获取当前类中声明的所有方法可以通过 Class 中的 getDeclaredMethods 函数,它会获取到当前类中声明的所有方法(包括private、public、static等各种方法),它会返回一个Method对象数组,其中的每个Method对象即表示了一个类中声明的方法。要想获得指定的方法,可以调用getDeclaredMethod(String name, Class...<T> parameterTypes)。如以下代码所示 :

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  1. private static void showDeclaredMethods() {      
  2.   Student student = new Student("Bill"18);       
  3.   //获取Student类声明的所有方法     
  4.   Method[] methods = student.getClass().getDeclaredMethods();           
  5.    try {          
  6.       //获取learnMethod对象(封装了learn方法)     
  7.       Method learnMethod = student.getClass().getDeclaredMethod("learn",     
  8.           String.class);                    
  9.       //获取learn方法的参数列表并打印出来     
  10.       Class<?>[] paramClasses = learnMethod.getParameterTypes() ;            
  11.       for (Class<?> class : paramClasses) {          
  12.         System.out.println("learn方法的参数: " + class.getName());        
  13.       }                    
  14.       //判断learn方法是否为private     
  15.       System.out.println(learnMethod.getName() + " is private "     
  16.           + Modifier.isPrivate(learnMethod.getModifiers()));       
  17.       //调用learn方法        
  18.       learnMethod.invoke(student, "Java Reflection");      
  19.     } catch (Exception e) {      
  20.   }    
  21. }    
获取当前类和父类中声明的公有方法

要获取当前类以及父类中声明的所有 public 方法可以调用getMethods 函数,而要获取某个指定的public方法,可以调用getMethod方法。请看以下代码:

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  1. private static void showMethods() {     
  2.   Student student = new Student("mr.simple");        
  3.   // 获取所有public方法(包括Student本身的和从父类继承来的)      
  4.   Method[] methods = student.getClass().getMethods();       
  5.   try {        
  6.     //注意,通过 getMethod只能获取public方法,若尝试获取private方法则会抛出异常     
  7.     Method learnMethod = student.getClass().getMethod("learn", String.class);    
  8.   } catch (Exception e) {      
  9.   }    
  10. }    

通过反射获取类中定义的属性

获取属性与获取方法是类似的,只不过把对getMethods() / getDeclaredMethods()方法的调用换成了对getFields() / getDeclaredFields()方法的调用。

获取当前类中定义的属性(不包括从父类继承来的属性)

要获取当前类中定义的所有属性(包括private、public、static等各种属性)可以调用 Class对象的getDeclaredFields函数;要想获得指定的属性,可以调用getDeclaredField。如以下代码所示:

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  1. private static void showDeclaredFields() {       
  2.   Student student = new Student("Bill"18);        
  3.   // 获取当前类中定义的所有属性      
  4.   Field[] fields = student.getClass().getDeclaredFields();       
  5.   try {        
  6.     // 获取指定的属性     
  7.     Field gradeField = student.getClass().getDeclaredField("grade");     
  8.     // 获取属性值     
  9.     System.out.println("The grade is : " + gradeField.getInt(student));        
  10.     // 设置属性值        
  11.     gradeField.set(student, 10);     
  12.    } catch (Exception e) {     
  13.   }     
  14. }    
获取当前类和父类中定义的public属性

要获取当前类和父类中定义的所有public 属性可以调用Class对象的getFields 函数,而要获取某个指定的public属性,可以调用getField方法,如以下代码所示:

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  1. private static void showFields() {      
  2.   Student student = new Student("Bill", 18);                
  3.   // 获取当前类和父类的所有public属性     
  4.   Field[] publicFields = student.getClass().getFields();            
  5. }    

通过反射获取类的父类及类所实现的接口

获取父类

调用Class对象的getSuperClass方法即可,如以下代码所示:

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  1. Student student = new Student("Bill"18);    
  2. Class<?> superClass = student.getClass().getSuperclass();    
获取所实现的接口

要知道一个类实现了哪些接口,只需调用Class对象的getInterfaces方法,如以下代码所示:

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  1. private static void showInterfaces() {     
  2.   Student student = new Student("Bill"19);     
  3.   Class<?>[] interfaces = student.getClass().getInterfaces();    
  4. }    

 

文章信息

发布时间:2018-05-06

作者:blog.csdn.net/sd09044901guic/a

发布者:aquwcw

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