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1. 概述

1.1 反射的概念

Reflection（反射）是被视为动态语言的关键，反射机制允许程序在执行期借助于Reflection API取得任何类的内部信息，并能直接操作任意对象的内部属性及方法。

加载完类之后，在堆内存的方法区中就产生了一个Class类型的对象（一个类只有一个Class对象），这个对象就包含了完整的类的结构信息。我们可以通过这个对象看到类的结构。这个对象就像一面镜子，透过这个镜子看到类的结构，所以，我们形象的称之为：反射。

1.2 应用

在运行时判断任意一个对象所属的类

在运行时构造任意一个类的对象 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法 在运行时获取泛型信息 在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法 在运行时处理注解 生成动态代理

1.3 反射的例子

Person.java:

package com.wzc.java;public class Person {
       private String name;    public int age;    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;    }    public Person(String name, int age) {
           this.name = name;        this.age = age;    }    @Override    public String toString() {
           return "Person{" +                "name='" + name + '\'' +                ", age=" + age +                '}';    }    public void show(){
           System.out.println("你好，我是一个人");    }    private String showNation(String nation){
           System.out.println("我的国籍是" + nation);        return nation;    }}

//反射之前，对于Person的操作    @Test    public void test1(){
           //1.创建Person类的对象        Person p1 = new Person("Tom",12);        //2.通过对象调用其中的属性和方法        p1.age = 10;        System.out.println(p1.toString());        p1.show();        //在Person类外部，不可以通过Person类的对象调用其内部私有结构        //比如：name、showNation()以及私有构造器    }    //有了反射之后，对Person的操作    @Test    public void test2() throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException, NoSuchFieldException {
           Class clazz = Person.class;        //1.通过反射创建Person类的对象        Constructor cons = clazz.getConstructor(String.class, int.class);        Object obj = cons.newInstance("Tom", 12);        Person p = (Person)obj;        System.out.println(p.toString());        //2.通过反射调用对象指定属性方法        //调用属性        Field age = clazz.getDeclaredField("age");        age.set(p,10);        System.out.println(p.toString());        //调用方法        Method show = clazz.getDeclaredMethod("show");        show.invoke(p);        System.out.println("*************************************");        //通过反射可以调用Person类的私有结构。比如：私有构造器、方法、属性        Constructor cons1 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);        cons1.setAccessible(true);        Person p1 = (Person)cons1.newInstance("Jerry");        System.out.println(p1);        //调用私有属性        Field name = clazz.getDeclaredField("name");        name.setAccessible(true);        name.set(p1,"LaoLiu");        System.out.println(p1);        //调用私有方法        Method showNation = clazz.getDeclaredMethod("showNation", String.class);        showNation.setAccessible(true);        String nation  = (String)showNation.invoke(p1,"中国");//相当于 String nation = p1.showNation("中国")        System.out.println(nation);    }

2. 理解Class类并获取Class的实例

2.1 Class类的理解

1.类的加载过程： 程序经过javac.exe命令以后，会生成一个或多个字节码文件(.class结尾)。接着我们使用java.exe命令对某个字节码文件进行解释运行。相当于将某个字节码文件加载到内存中。此过程就称为类的加载。加载到内存中的类，我们就称为运行时类，此运行时类，就作为Class的一个实例。

2.换句话说，Class的实例就对应着一个运行时类。 3.加载到内存中的运行时类，会缓存一定的时间。在此时间之内，我们可以通过不同的方式来获取此运行时类。

2.2 获取Class实例的方式

@Test    public void test3() throws ClassNotFoundException {
           //方式一：调用运行时类的属性：.class        Class clazz1 = Person.class;        System.out.println(clazz1);        //方式二：通过运行时类的对象，调用getClass()        Person p1 = new Person();        Class clazz2 = p1.getClass();        System.out.println(clazz2);        //方式三:调用Class的静态方法:forname(Striing classPath)        Class clazz3 = Class.forName("com.wzc.java.Person");        System.out.println(clazz3);        System.out.println(clazz1 == clazz2); //true  都指向同一个地址对应同一个class        System.out.println(clazz2 == clazz3); //true        //方式四：使用类的加载器        ClassLoader classLoader = ReflectionTest.class.getClassLoader();        Class clazz4 = classLoader.loadClass("com.wzc.java.Person");        System.out.println(clazz4);        System.out.println(clazz4 == clazz1); //true    }

有Class对象的一些类型：

（1）class：外部类，成员(成员内部类，静态内部类)，局部内部类，匿名内部类 （2）interface：接口 （3）[]：数组 （4）enum：枚举 （5）annotation：注解@interface （6）primitive type：基本数据类型 （7）void

Class c1 = Object.class;Class c2 = Comparable.class;Class c3 = String[].class;Class c4 = int[][].class;Class c5 = ElementType.class;Class c6 = Override.class;Class c7 = int.class;Class c8 = void.class;Class c9 = Class.class;int[] a = new int[10];int[] b = new int[100];Class c10 = a.getClass();Class c11 = b.getClass();// 只要数组元素类型与维度一样，就是同一个ClassSystem.out.println(c10 == c11); //true

3. 类的加载过程与ClassLoader

3.1 类的加载过程

类加载器的作用： 类加载：将class文件字节码内容加载到内存中，并将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构，然后在堆中生成一个代表这个类java.lang.Class对象，作为方法区中类数据的访问入口。 类缓存：标准的JavaSE类加载器可以按要求查找类，但一旦某个类被加载到类加载器中，它将维持加载（缓存）一段时间。不过JVM垃圾回收机制可以回收这些Class对象。

3.2 ClassLoader理解

类加载器作用是用来把类(class)装载进内存的。JVM 规范定义了如下类型的类的加载器。

了解类的加载器:

@Test    public void test1(){
           //对于自定义类，使用系统类加载器进行加载        ClassLoader classLoader = ClassLoadertest.class.getClassLoader();        System.out.println(classLoader); //系统加载器        //调用系统类加载器的getParent()：获取扩展类加载器        ClassLoader classLoader1 = classLoader.getParent();        System.out.println(classLoader1);//扩展类加载器        //调用扩展器加载器类的getParent()：无法获取引导类加载器        //引导类加载器主要负责加载java的核心类库，无法加载自定义类        ClassLoader classLoader2 = classLoader1.getParent();        System.out.println(classLoader2);//null 不代表没有，而是无法获取 引导类加载器        ClassLoader classLoader3 = String.class.getClassLoader();        System.out.println(classLoader3); //null 引导类加载器    }

3.3 使用加载器加载文件

如加载JDBC文件（两种方式）：

@Test    public void test2() throws Exception {
           Properties pros = new Properties();        //此时的文件默认在当前module下        //读取配置文件的方式一：//        FileInputStream fis = new FileInputStream("jdbc.properties");//        FileInputStream fis = new FileInputStream("src\\jdbc1.properties");//        pros.load(fis);        //读取配置文件的方式二:使用classloader        //配置文件默认识别为：当前module的src下        ClassLoader classLoader = ClassLoadertest.class.getClassLoader();        InputStream is = classLoader.getResourceAsStream("jdbc1.properties");        pros.load(is);        String user = pros.getProperty("username");        String password = pros.getProperty("password");        System.out.println("user = " + user + ",password = " + password);    }

4. 创建运行时类的对象

4.1 通过反射获取运行时类的对象

@Test    public void test1() throws IllegalAccessException, InstantiationException {
           Class
   
     clazz = Person.class;        /*newInstance():调用此方法，创建对应的运行时类的对象。内部调用了类的空参构造器        要想使用此方法创建运行时类的对象，要求：        1.运行时必须提供空参构造器        2.空参的构造器的访问权限得够。通常为public        在javabean中要求提供一个public的空参构造器        1.便于通过反射，创建运行时类的对象        2.便于子类继承此运行类时，默认调用super()时，保证父类有此构造器         */        Person obj = clazz.newInstance(); //该方法在java9之后已经过时        System.out.println(obj);    }
   

4.2 体会反射的动态性

java是一种动态语言，在运行时可以根据某些条件改变自身结构，比如根据一些判断语句，创建对象也不可能总是一样的。反射机制可以在这种动态语言下创建出对应的类。

//体会反射的动态性    @Test    public void test2(){
           for (int i = 0; i < 100; i++) {
               int num = new Random().nextInt(3); // 0,1,2            String classPath = "";            switch (num){
                   case 0:                    classPath = "java.util.Date";                    break;                case 1:                    classPath = "java.lang.Object";                    break;                case 2:                    classPath = "com.wzc.java.Person";                    break;            }            try {
                   Object instance = getInstance(classPath);                System.out.println(instance);            } catch (Exception e) {
                   e.printStackTrace();            }        }    }    //创建一个指定类的对象，classpath:指定类的全类名    public Object getInstance(String classPath) throws Exception {
           Class Clazz = Class.forName(classPath);        return Clazz.newInstance();    }

5. 获取运行时类的完整结构

5.1 获取当前类的属性结构

@Test    public void test1(){
           Class clazz = Person.class;        //获取属性结构        //getFields():获取当前运行时类及父类中声明为public访问权限的属性        Field[] fields = clazz.getFields();        for (Field f : fields) {
               System.out.println(f);        }        System.out.println();        //getDeclaredFields():获取当前运行时类中声明的所有属性。(不包含父类中声明的属性)        Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();        for (Field f : declaredFields) {
               System.out.println(f);        }    }    @Test    public void test3(){
           Class clazz = Person.class;        Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();        for(Field f:declaredFields){
               //1.权限修饰符            int modifier = f.getModifiers();            System.out.print(Modifier.toString(modifier) + ",  ");            //2.数据类型            Class type = f.getType();            System.out.print(type.getName() + ",  ");            //3.变量名            String fName = f.getName();            System.out.print(fName);            System.out.println();        }    }

5.2 获取当前类的方法结构

@Test    public void test1(){
           Class clazz = Person.class;        //getMethods():获取当前运行时类及其所有父类中声明为publi权限的方法        Method[] methods = clazz.getMethods();        for(Method m:methods){
               System.out.println(m);        }        System.out.println();        //getDeclaredMethods():获取当前运行时类中声明的所有方法。（不含父类中声明的）        Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();        for(Method m: declaredMethods){
               System.out.println(m);        }    }    //@Xxxx    //权限修饰符 返回值类型 方法名(参数类型1 形参名1 ...)throws XxxException()    @Test    public void test2(){
           Class clazz = Person.class;        Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();        for(Method m : declaredMethods){
               //1.获取方法声明的注解            Annotation[] annos = m.getAnnotations();            for(Annotation a : annos){
                   System.out.print(a);            }            //2.权限修饰符            System.out.print(Modifier.toString(m.getModifiers()) + ", ");            //3.返回值类型            System.out.print(m.getReturnType().getName() + ", ");            //4.方法名            System.out.print(m.getName());            //5.形参列表            System.out.print("(");            Class[] parameterTypes = m.getParameterTypes();            if(!(parameterTypes == null && parameterTypes.length == 0)){
                   for(int i=0; i
   
     0){
                   System.out.print("throws ");                for (int i=0; i
   

5.3 获取当前类的构造器

@Test    public void test1(){
           Class clazz = Person.class;        //getConstructors():获取当前运行时类中声明为public的构造器        Constructor[] constructors = clazz.getConstructors();        for(Constructor c : constructors){
               System.out.println(c);        }        System.out.println();        //getDeclaredConstructors():获取当前运行类中声明的所有的构造器        Constructor[] declaredConstructors = clazz.getDeclaredConstructors();        for(Constructor c : declaredConstructors){
               System.out.println(c);        }    }

5.4 获取当前类的父类及泛型

//获取运行时的父类    @Test    public void test2(){
           Class clazz = Person.class;        Class superclass = clazz.getSuperclass();        System.out.println(superclass);    }    //获取运行带泛型的父类    @Test    public void test3(){
           Class clazz = Person.class;        Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass();        System.out.println(genericSuperclass);    }    //获取运行带泛型的父类的泛型    @Test    public void test4(){
           Class clazz  = Person.class;        Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass();        ParameterizedType paramType = (ParameterizedType) genericSuperclass;        //获取泛型类型        Type[] actualTypeArguments = paramType.getActualTypeArguments();        System.out.println(actualTypeArguments[0]);        System.out.println(((Class)actualTypeArguments[0]).getName());    }

5.4 获取当前类的接口、包、声明的注解

//获取运行时类实现的接口    @Test    public void test5(){
           Class clazz = Person.class;        Class[] interfaces = clazz.getInterfaces();        for(Class c : interfaces){
               System.out.println(c);        }        System.out.println();        //获取运行时父类的接口        Class[] interfaces1 = clazz.getSuperclass().getInterfaces();        for(Class c : interfaces1){
               System.out.println(c);        }    }    //获取运行时类所在的包    @Test    public void test6(){
           Class clazz = Person.class;        Package aPackage = clazz.getPackage();        System.out.println(aPackage);    }    //获取运行时类声明的注解    @Test    public void test7(){
           Class clazz = Person.class;        Annotation[] annotations = clazz.getAnnotations();        for(Annotation annos : annotations){
               System.out.println(annos);        }    }

6. 获取运行时类的指定结构

6.1 获取运行时类的指定属性

//No    @Test    public void testFiled() throws Exception {
           Class clazz = Person.class;        //创建运行时类的对象        Person p = (Person) clazz.newInstance();        //获取指定的属性：要求运行时类中属性声明为public        //通常不采用此方法        Field id = clazz.getField("id");        //设置当前属性的值        //set():参数1：指明设置哪个对象的属性   参数2：将此属性值设置为多少        id.set(p,1001);        //获取当前属性的值        //get():参数1：获取哪个对象的当前属性值        int pId = (int) id.get(p);        System.out.println(pId);    }    //Yes    //操作运行时类中的指定属性    @Test    public void test2() throws Exception {
           Class clazz = Person.class;        //创建运行时类的对象        Person p = (Person)clazz.newInstance();        //1. getDeclaredField(String fieldName):获取运行时类中指定变量名的属性        Field name = clazz.getDeclaredField("name");        //2.保证当前属性是可访问的        name.setAccessible(true);        //3.获取、设置指定对象的此属性值        name.set(p, "Tom");        System.out.println(name.get(p));    }

6.2 获取运行时类的指定方法

//Yes    //操作运行时类中的指定方法    @Test    public void test3() throws Exception {
           Class clazz = Person.class;        //创建运行时的对象        Person p = (Person)clazz.newInstance();        //获取指定的某个方法        //getDeclaredMethod():参数1 ：指明获取的方法的名称  参数2：指明获取的方法的形参列表        Method show = clazz.getDeclaredMethod("show", String.class);        //2.保证当前方法是可访问的        show.setAccessible(true);        //3. 调用方法的invoke():参数1：方法的调用者  参数2：给方法形参赋值的实参        //invoke()的返回值即为对应类中调用的方法的返回值。        Object returnValue = show.invoke(p, "CHN");        System.out.println(returnValue);        System.out.println("***************如何调用静态方法**************");        Method showDesc = clazz.getDeclaredMethod("showDesc");        showDesc.setAccessible(true);        //Object returnVal = showDesc.invoke(null);  //已经加载了Person类        Object returnVal = showDesc.invoke(Person.class);        System.out.println(returnVal);    }

6.3 获取运行时类的指定构造器

//调用运行时类中的指定构造器    @Test    public void testConstructor() throws Exception{
           Class clazz = Person.class;        Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);        constructor.setAccessible(true);        Person per = (Person) constructor.newInstance("Tom");        System.out.println(per);    }

参考资料：

[1]尚硅谷宋康红java基础教程

转载地址：http://hkgwb.baihongyu.com/