前言

今天介紹下Java的反射機(jī)制，以前我們獲取一個(gè)類的實(shí)例都是使用new一個(gè)實(shí)例出來(lái)。那樣太low了，今天跟我一起來(lái)學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)一種更加高大上的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

正文

Java反射機(jī)制定義

Java反射機(jī)制是指在運(yùn)行狀態(tài)中，對(duì)于任意一個(gè)類，都能夠知道這個(gè)類的所有屬性和方法；對(duì)于任意一個(gè)對(duì)象，都能夠調(diào)用它的任意一個(gè)方法和屬性；這種動(dòng)態(tài)獲取的信息以及動(dòng)態(tài)調(diào)用對(duì)象的方法的功能稱為java語(yǔ)言的反射機(jī)制。
用一句話總結(jié)就是反射可以實(shí)現(xiàn)在運(yùn)行時(shí)可以知道任意一個(gè)類的屬性和方法。

反射機(jī)制的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

為什么要用反射機(jī)制？直接創(chuàng)建對(duì)象不就可以了嗎，這就涉及到了動(dòng)態(tài)與靜態(tài)的概念

• 靜態(tài)編譯：在編譯時(shí)確定類型，綁定對(duì)象,即通過(guò)。

• 動(dòng)態(tài)編譯：運(yùn)行時(shí)確定類型，綁定對(duì)象。動(dòng)態(tài)編譯最大限度發(fā)揮了java的靈活性，體現(xiàn)了多態(tài)的應(yīng)用，有以降低類之間的藕合性。

• 優(yōu)點(diǎn)
  可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)創(chuàng)建對(duì)象和編譯，體現(xiàn)出很大的靈活性，特別是在J2EE的開發(fā)中它的靈活性就表現(xiàn)的十分明顯。比如，一個(gè)大型的軟件，不可能一次就把把它設(shè)計(jì)的很完美，當(dāng)這個(gè)程序編譯后，發(fā)布了，當(dāng)發(fā)現(xiàn)需要更新某些功能時(shí)，我們不可能要用戶把以前的卸載，再重新安裝新的版本，假如這樣的話，這個(gè)軟件肯定是沒(méi)有多少人用的。采用靜態(tài)的話，需要把整個(gè)程序重新編譯一次才可以實(shí)現(xiàn)功能的更新，而采用反射機(jī)制的話，它就可以不用卸載，只需要在運(yùn)行時(shí)才動(dòng)態(tài)的創(chuàng)建和編譯，就可以實(shí)現(xiàn)該功能。

• 缺點(diǎn)
  對(duì)性能有影響。使用反射基本上是一種解釋操作，我們可以告訴JVM，我們希望做什么并且它滿足我們的要求。這類操作總是慢于只直接執(zhí)行相同的操作。

理解Class類和類類型

想要了解反射首先理解一下Class類，它是反射實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。
類是java.lang.Class類的實(shí)例對(duì)象，而Class是所有類的類（There is a class named Class）
對(duì)于普通的對(duì)象，我們一般都會(huì)這樣創(chuàng)建和表示：

Code code1 = new Code();

上面說(shuō)了，所有的類都是Class的對(duì)象，那么如何表示呢，可不可以通過(guò)如下方式呢：

Class c = new Class();

但是我們查看Class的源碼時(shí)，是這樣寫的：

private Class(ClassLoader loader) { classLoader = loader; }

可以看到構(gòu)造器是私有的，只有JVM可以創(chuàng)建Class的對(duì)象，因此不可以像普通類一樣new一個(gè)Class對(duì)象，雖然我們不能new一個(gè)Class對(duì)象，但是卻可以通過(guò)已有的類得到一個(gè)Class對(duì)象，共有三種方式，如下：

Class c1 = Code.class; 這說(shuō)明任何一個(gè)類都有一個(gè)隱含的靜態(tài)成員變量class，這種方式是通過(guò)獲取類的靜態(tài)成員變量class得到的 Class c2 = code1.getClass(); code1是Code的一個(gè)對(duì)象，這種方式是通過(guò)一個(gè)類的對(duì)象的getClass()方法獲得的 Class c3 = Class.forName("com.trigl.reflect.Code"); 這種方法是Class類調(diào)用forName方法，通過(guò)一個(gè)類的全量限定名獲得

這里，c1、c2、c3都是Class的對(duì)象，他們是完全一樣的，而且有個(gè)學(xué)名，叫做Code的類類型（class type）。
這里就讓人奇怪了，前面不是說(shuō)Code是Class的對(duì)象嗎，而c1、c2、c3也是Class的對(duì)象，那么Code和c1、c2、c3不就一樣了嗎？為什么還叫Code什么類類型？這里不要糾結(jié)于它們是否相同，只要理解類類型是干什么的就好了，顧名思義，類類型就是類的類型，也就是描述一個(gè)類是什么，都有哪些東西，所以我們可以通過(guò)類類型知道一個(gè)類的屬性和方法，并且可以調(diào)用一個(gè)類的屬性和方法，這就是反射的基礎(chǔ)。

舉個(gè)簡(jiǎn)單例子代碼：

public class ReflectDemo {public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {//第一種：Class c1 = Code.class;Class class1=ReflectDemo.class;System.out.println(class1.getName());//第二種：Class c2 = code1.getClass();ReflectDemo demo2= new ReflectDemo();Class c2 = demo2.getClass();System.out.println(c2.getName());//第三種：Class c3 = Class.forName("com.trigl.reflect.Code");Class class3 = Class.forName("com.tengj.reflect.ReflectDemo");System.out.println(class3.getName());} }

執(zhí)行結(jié)果：

com.tengj.reflect.ReflectDemo com.tengj.reflect.ReflectDemo com.tengj.reflect.ReflectDemo

Java反射相關(guān)操作

前面我們知道了怎么獲取Class，那么我們可以通過(guò)這個(gè)Class干什么呢？
總結(jié)如下：

• 獲取成員方法Method
• 獲取成員變量Field
• 獲取構(gòu)造函數(shù)Constructor

下面來(lái)具體介紹

獲取成員方法信息

單獨(dú)獲取某一個(gè)方法是通過(guò)Class類的以下方法獲得的：

public Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes) // 得到該類所有的方法，不包括父類的 public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes) // 得到該類所有的public方法，包括父類的

兩個(gè)參數(shù)分別是方法名和方法參數(shù)類的類類型列表。
例如類A有如下一個(gè)方法：

public void fun(String name,int age) {System.out.println("我叫"+name+",今年"+age+"歲");}

現(xiàn)在知道A有一個(gè)對(duì)象a，那么就可以通過(guò)：

Class c = Class.forName("com.tengj.reflect.Person"); //先生成class Object o = c.newInstance(); //newInstance可以初始化一個(gè)實(shí)例 Method method = c.getMethod("fun", String.class, int.class);//獲取方法 method.invoke(o, "tengj", 10); //通過(guò)invoke調(diào)用該方法，參數(shù)第一個(gè)為實(shí)例對(duì)象，后面為具體參數(shù)值

完整代碼如下：

public class Person {private String name;private int age;private String msg="hello wrold";public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}public Person() {}private Person(String name) {this.name = name;System.out.println(name);}public void fun() {System.out.println("fun");}public void fun(String name,int age) {System.out.println("我叫"+name+",今年"+age+"歲");} }public class ReflectDemo {public static void main(String[] args){try {Class c = Class.forName("com.tengj.reflect.Person");Object o = c.newInstance();Method method = c.getMethod("fun", String.class, int.class);method.invoke(o, "tengj", 10);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}} }

執(zhí)行結(jié)果：

我叫tengj,今年10歲

怎樣，是不是感覺很厲害，我們只要知道這個(gè)類的路徑全稱就能玩弄它于鼓掌之間。

有時(shí)候我們想獲取類中所有成員方法的信息，要怎么辦。可以通過(guò)以下幾步來(lái)實(shí)現(xiàn)：
1.獲取所有方法的數(shù)組：

Class c = Class.forName("com.tengj.reflect.Person"); Method[] methods = c.getDeclaredMethods(); // 得到該類所有的方法，不包括父類的 或者： Method[] methods = c.getMethods();// 得到該類所有的public方法，包括父類的

2.然后循環(huán)這個(gè)數(shù)組就得到每個(gè)方法了：

for (Method method : methods)

完整代碼如下：
person類跟上面一樣，這里以及后面就不貼出來(lái)了，只貼關(guān)鍵代碼

public class ReflectDemo {public static void main(String[] args){try {Class c = Class.forName("com.tengj.reflect.Person");Method[] methods = c.getDeclaredMethods();for(Method m:methods){String methodName= m.getName();System.out.println(methodName);}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}} }

執(zhí)行結(jié)果：

getName setName setAge fun fun getAge

這里如果把c.getDeclaredMethods();改成c.getMethods();執(zhí)行結(jié)果如下，多了很多方法，以為把Object里面的方法也打印出來(lái)了，因?yàn)镺bject是所有類的父類：

getName setName getAge setAge fun fun wait wait wait equals toString hashCode getClass notify notifyAll

獲取成員變量信息

想一想成員變量中都包括什么：成員變量類型+成員變量名
類的成員變量也是一個(gè)對(duì)象，它是java.lang.reflect.Field的一個(gè)對(duì)象，所以我們通過(guò)java.lang.reflect.Field里面封裝的方法來(lái)獲取這些信息。

單獨(dú)獲取某個(gè)成員變量，通過(guò)Class類的以下方法實(shí)現(xiàn)：

public Field getDeclaredField(String name) // 獲得該類自身聲明的所有變量，不包括其父類的變量 public Field getField(String name) // 獲得該類自所有的public成員變量，包括其父類變量

參數(shù)是成員變量的名字。
例如一個(gè)類A有如下成員變量：

private int n;

如果A有一個(gè)對(duì)象a，那么就可以這樣得到其成員變量：

Class c = a.getClass(); Field field = c.getDeclaredField("n");

完整代碼如下：

public class ReflectDemo {public static void main(String[] args){try {Class c = Class.forName("com.tengj.reflect.Person");//獲取成員變量Field field = c.getDeclaredField("msg"); //因?yàn)閙sg變量是private的，所以不能用getField方法Object o = c.newInstance();field.setAccessible(true);//設(shè)置是否允許訪問(wèn)，因?yàn)樵撟兞渴莗rivate的，所以要手動(dòng)設(shè)置允許訪問(wèn)，如果msg是public的就不需要這行了。Object msg = field.get(o);System.out.println(msg);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}} }

執(zhí)行結(jié)果：

hello wrold

同樣，如果想要獲取所有成員變量的信息，可以通過(guò)以下幾步
1.獲取所有成員變量的數(shù)組：

Field[] fields = c.getDeclaredFields();

2.遍歷變量數(shù)組，獲得某個(gè)成員變量field

for (Field field : fields)

完整代碼：

public class ReflectDemo {public static void main(String[] args){try {Class c = Class.forName("com.tengj.reflect.Person");Field[] fields = c.getDeclaredFields();for(Field field :fields){System.out.println(field.getName());}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}} }

執(zhí)行結(jié)果：

name age msg

獲取構(gòu)造函數(shù)

最后再想一想構(gòu)造函數(shù)中都包括什么：構(gòu)造函數(shù)參數(shù)
同上，類的成構(gòu)造函數(shù)也是一個(gè)對(duì)象，它是java.lang.reflect.Constructor的一個(gè)對(duì)象，所以我們通過(guò)java.lang.reflect.Constructor里面封裝的方法來(lái)獲取這些信息。

單獨(dú)獲取某個(gè)構(gòu)造函數(shù),通過(guò)Class類的以下方法實(shí)現(xiàn)：

public Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes) // 獲得該類所有的構(gòu)造器，不包括其父類的構(gòu)造器 public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes) // 獲得該類所以public構(gòu)造器，包括父類

這個(gè)參數(shù)為構(gòu)造函數(shù)參數(shù)類的類類型列表。
例如類A有如下一個(gè)構(gòu)造函數(shù)：

public A(String a, int b) {// code body }

那么就可以通過(guò)：

Constructor constructor = a.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);

來(lái)獲取這個(gè)構(gòu)造函數(shù)。

完整代碼：

public class ReflectDemo {public static void main(String[] args){try {Class c = Class.forName("com.tengj.reflect.Person");//獲取構(gòu)造函數(shù)Constructor constructor = c.getDeclaredConstructor(String.class);constructor.setAccessible(true);//設(shè)置是否允許訪問(wèn)，因?yàn)樵摌?gòu)造器是private的，所以要手動(dòng)設(shè)置允許訪問(wèn)，如果構(gòu)造器是public的就不需要這行了。constructor.newInstance("tengj");} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}} }

執(zhí)行結(jié)果：

tengj

注意：Class的newInstance方法，只能創(chuàng)建只包含無(wú)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)的類，如果某類只有帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，那么就要使用另外一種方式：fromClass.getDeclaredConstructor(String.class).newInstance("tengj");

獲取所有的構(gòu)造函數(shù)，可以通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)：
1.獲取該類的所有構(gòu)造函數(shù)，放在一個(gè)數(shù)組中：

Constructor[] constructors = c.getDeclaredConstructors();

2.遍歷構(gòu)造函數(shù)數(shù)組，獲得某個(gè)構(gòu)造函數(shù)constructor:

for (Constructor constructor : constructors)

完整代碼：

public class ReflectDemo {public static void main(String[] args){Constructor[] constructors = c.getDeclaredConstructors();for(Constructor constructor:constructors){System.out.println(constructor);}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}} }

執(zhí)行結(jié)果：

public com.tengj.reflect.Person() public com.tengj.reflect.Person(java.lang.String)

通過(guò)反射了解集合泛型的本質(zhì)

首先下結(jié)論：

Java中集合的泛型，是防止錯(cuò)誤輸入的，只在編譯階段有效，繞過(guò)編譯到了運(yùn)行期就無(wú)效了。

下面通過(guò)一個(gè)實(shí)例來(lái)驗(yàn)證：

/*** 集合泛型的本質(zhì)* @description* @author Trigl* @date 2016年4月2日上午2:54:11*/ public class GenericEssence {public static void main(String[] args) {List list1 = new ArrayList(); // 沒(méi)有泛型 List<String> list2 = new ArrayList<String>(); // 有泛型/** 1.首先觀察正常添加元素方式，在編譯器檢查泛型，* 這個(gè)時(shí)候如果list2添加int類型會(huì)報(bào)錯(cuò)*/list2.add("hello"); // list2.add(20); // 報(bào)錯(cuò)！list2有泛型限制，只能添加String，添加int報(bào)錯(cuò)System.out.println("list2的長(zhǎng)度是：" + list2.size()); // 此時(shí)list2長(zhǎng)度為1/** 2.然后通過(guò)反射添加元素方式，在運(yùn)行期動(dòng)態(tài)加載類，首先得到list1和list2* 的類類型相同，然后再通過(guò)方法反射繞過(guò)編譯器來(lái)調(diào)用add方法，看能否插入int* 型的元素*/Class c1 = list1.getClass();Class c2 = list2.getClass();System.out.println(c1 == c2); // 結(jié)果：true，說(shuō)明類類型完全相同// 驗(yàn)證：我們可以通過(guò)方法的反射來(lái)給list2添加元素，這樣可以繞過(guò)編譯檢查try {Method m = c2.getMethod("add", Object.class); // 通過(guò)方法反射得到add方法m.invoke(list2, 20); // 給list2添加一個(gè)int型的，上面顯示在編譯器是會(huì)報(bào)錯(cuò)的System.out.println("list2的長(zhǎng)度是：" + list2.size()); // 結(jié)果：2，說(shuō)明list2長(zhǎng)度增加了，并沒(méi)有泛型檢查} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}/** 綜上可以看出，在編譯器的時(shí)候，泛型會(huì)限制集合內(nèi)元素類型保持一致，但是編譯器結(jié)束進(jìn)入* 運(yùn)行期以后，泛型就不再起作用了，即使是不同類型的元素也可以插入集合。*/} }

執(zhí)行結(jié)果：

list2的長(zhǎng)度是：1 true list2的長(zhǎng)度是：2

總結(jié)

到此，Java反射機(jī)制入門的差不多了，我是復(fù)習(xí)SpringMVC里面IOC/DI的時(shí)候，底層原理是通過(guò)Java反射來(lái)實(shí)現(xiàn)的，希望這篇筆記也對(duì)你有用。

參考

Java反射機(jī)制深入詳解
Java反射入門
Java反射機(jī)制
java反射詳解
Java 反射機(jī)制淺析
反射機(jī)制的理解及其用途

整理的思維導(dǎo)圖

個(gè)人整理的Java反射機(jī)制的思維導(dǎo)圖,導(dǎo)出的圖片無(wú)法查看備注的一些信息，所以需要源文件的童鞋可以關(guān)注我個(gè)人主頁(yè)上的公眾號(hào)，回復(fù)反射機(jī)制即可獲取源文件。

一直覺得自己寫的不是技術(shù)，而是情懷，一篇篇文章是自己這一路走來(lái)的痕跡。靠專業(yè)技能的成功是最具可復(fù)制性的，希望我的這條路能讓你少走彎路，希望我能幫你抹去知識(shí)的蒙塵，希望我能幫你理清知識(shí)的脈絡(luò)，希望未來(lái)技術(shù)之巔上有你也有我。

文／嘟嘟MD（簡(jiǎn)書作者）
原文鏈接：http://www.jianshu.com/p/1a60d55a94cd

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java基础与提高干货系列——Java反射机制的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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