Java反射机制_牛客博客

1. Class类

对象照镜子后可以得到的信息：某个类的属性、方法和构造器、某个类到底实现了那些接口。
对于每个类而言，JRE都为其保留了一个不变Class类型的对象。
一个Class对象包含了特定于某个结构(class/interface/enum/annotation/primitive type/void/[])有关信息

Class本身也是一个类
Class对象只能由系统建立对象
一个加载的类在JVM中只有一个Class实例
一个Class对象对应的是一个加载到JVM中的一个.class文件
每个类的实例都会记得自己是由那个Class实例所生成
通过Class可以完整的得到一个类中的所有被加载的结构
Class类时Reflection的根源，针对任何你想动态加载、运行的类，唯有先获得相应的Class对象

1.1Class类的常用方法

static ClassforName(String name):返回指定类名name的Class对象
Object newInstance():调用缺省构造函数，返回Class对象的一个实例
getName():返回次Class对象所表示的实体（类，接口，数组类或void）的名称
Class getSuperClass():返回当前Class对象的父类的Class对象
ClassLoader getClassLoader():返回该类的类加载器
Constructor[] getConstructors():返回一个包含某些Constructor对象的数组
Method getMethod(String name,Class.. T):返回一个Method对象，此对象的形参类型为paramType
Field[] getDeclaredFields():返回Field对象的一个数组

1.2获取Class类的实例

若已知具体的类，通过类的class属性获取，该方法最为安全可靠，程序性能最高
```
Class clazz=Person.class;
```
已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象
```
Class clazz=person.getClass();
```
已知一个类的全类名，且该类在类路径下，可通过Class类的静态方法forName()获取，可能抛出ClassNotFoundException
```
Class clazz=Class.forName("demo-1.Student");
```
内置基本数据类型可以直接用类名.Type获取
还可以利用Class Loader获取

1.3哪些类型可以有Class对象

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
interface：接口
[]:数组
enum:枚举
annotation：注解@interface
primitive:基本数据类型

void
案例代码如下：

package snow.dong.reflection;
import java.lang.annotation.ElementType;
//所有类型的Class
public class TestClass {
 public static void main(String[] args) {
     Class c1=Object.class;//类
     Class c2=Comparable.class;//接口
     Class c3=String[].class;//一维数组
     Class c4=int[][].class;//二维数组
     Class c5=Override.class;//注解
     Class c6= ElementType.class;//枚举
     Class c7=Integer.class;//基本数据类型
     Class c8=void.class;//void
     Class c9=Class.class;//Class
     //打印信息
     System.out.println(c1);
     System.out.println(c2);
     System.out.println(c3);
     System.out.println(c4);
     System.out.println(c5);
     System.out.println(c6);
     System.out.println(c7);
     System.out.println(c8);
     System.out.println(c9);
     //只要元素类型与维度一样，就是同一个class
     int[] a=new int[10];
     int[] b=new int[100];
     System.out.println(a.getClass().hashCode());
     System.out.println(b.getClass().hashCode());
 }
}
#结果如下：
class java.lang.Object
interface java.lang.Comparable
class [Ljava.lang.String;
class [[I
interface java.lang.Override
class java.lang.annotation.ElementType
class java.lang.Integer
void
class java.lang.Class
460141958
460141958

2.获取运行时类的完整结构

2.1 通过反射获取运行时类的完整结构

能够获得filed、Method、Constructor,SuperClass,Interface,Annotation

2.2 有Class对象，能做什么

创建类的对象：调用Class对象的newInstance()方法
- 1类必须有一个无参数的构造器
- 2类的构造器的访问权限需要足够
  但是，只要在操作的时候明确调用类中的构造器，并将参数传递进去，才可以实例化对象
- 1通过Class类的getDeclaredconstructor(Class... patameterType)取得本类的指定形参类型的构造器。
- 2向构造器的形参中传递一个对象数组进去，里面包含了构造器中所需的各个参数。
- 3通过Constructor实例化对象
调用指定的方法（调用类中的方法，通过Method类来完成）
- 1通过Class类的getMethod(String name,Class...parameterTypes)方法获取一个Method对象，并设置此方法操作所需要的的参数类型。
- 2之后使用Object invoke(Object obj,Object[] args)进行调用，并向方法中传递要设置的obj对象的参数信息
Object invoke(Object obj,Object...args)
- Object对应着原方法的返回值，若原方法没有返回值，返回null
- 若原方法为静态方法，此时形参Object obj 可为null
- 若原方法形参列表为空，则Object[] args为null
- 若原方法声明为private，则需要在调用次invoke()方法前，显式调用方法对象的setAccessible(true)方法，将可访问private方法

setAccessible

Method 和Filed，Constructor对象都有setAccessible()方法
setAccessible作用是启动和禁用安全检查的开关
参数为true则指示反射的对象在使用时应该取消Java语言的访问检查
提高反射的效率。如果代码中必须用到反射，而该句代码需要频繁的被调用，那么请设置为true
使得原本无法访问的私有成员也可以访问

设置为false则指示反射的对象应该实施Java语言访问检查

package snow.dong.reflection;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
public class TestReflection {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
   //获得Class对象
   Class c1=Class.forName("snow.dong.reflection.User");
   //构造一个对象
   User user=(User)c1.newInstance();//本质上调用了类的无参构造器
   System.out.println(user);
   System.out.println("----通过构造器创建对象----");
   Constructor constructor=c1.getDeclaredConstructor(String.class,int.class,String.class);
   User user1=(User)constructor.newInstance("snowdong",18,"man");
   System.out.println(user1);
   System.out.println("----通过反射调用普通方法----");
   Method setName=c1.getDeclaredMethod("setName",String.class);
   //invoke:激活
   //(对象，"方法的值")
   setName.invoke(user,"snowDong01");
   System.out.println(user.getName());
   System.out.println("----通过反射操作属性----");
   Field gender=c1.getDeclaredField("gender");
   //不能直接操作私有属性，需关闭程序的安全检测，如下
   gender.setAccessible(true);
   gender.set(user,"不男不女");
   System.out.println(user.getGender());
}
}
#//运行结果如下：
#User{name='null', age=0, gender='null'}
#----通过构造器创建对象----
#User{name='snowdong', age=18, gender='man'}
#----通过反射调用普通方法----
#snowDong01
#----通过反射操作属性----
#不男不女

2.3反射操作泛型

Java采用泛型擦除的机制来引入泛型，Java中的泛型仅仅是给编译器javac使用的，确保数据的安全性和免去强制类型转换问题，但是，一旦编译完成，所有和泛型有关的类型全部擦除。
为了通过反射操作这些类型，Java新增了ParameterizedType,GenericArrayType,TypeVariable和WildcardType几种类型来代表不能被归一到Class类中的类型但是又和原始类型齐名的类型。
ParameterizedType：表示一种参数化类型，比如Collection
GenericArrayType:表示一种元素类型是参数化类型或者类型变量的数组类型
TypeVariable：是各种类型变量的公共父接口

WildcardType：代表一种通配符类型表达式
具体案例代码说明：

package snow.dong.reflection;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.ParameterizedType;
import java.lang.reflect.Type;
import java.util.List;
import java.util.Map;
public class TestGenericType {
 public void test01(Map<String,User> map, List<User> list){
     System.out.println("test01");
 }
 public Map<String,User> test02(){
     System.out.println("test02");
     return null;
 }
 public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
     Method method=TestGenericType.class.getDeclaredMethod("test01", Map.class, List.class);
     Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();
     for (Type genericParameterType : genericParameterTypes) {
         System.out.println("#--------"+genericParameterType);
         if(genericParameterType instanceof ParameterizedType){
             Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericParameterType).getActualTypeArguments();
             for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                 System.out.println(actualTypeArgument);
             }
         }
     }
     method=TestGenericType.class.getDeclaredMethod("test02", null);
     Type genericReturnType = method.getGenericReturnType();
     System.out.println("#--------"+genericReturnType);
     if(genericReturnType instanceof ParameterizedType){
         Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericReturnType).getActualTypeArguments();
         for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
             System.out.println(actualTypeArgument);
         }
     }
 }
}
#//返回结果
#--------java.util.Map<java.lang.String, snow.dong.reflection.User>
class java.lang.String
class snow.dong.reflection.User
#--------java.util.List<snow.dong.reflection.User>
class snow.dong.reflection.User
#--------java.util.Map<java.lang.String, snow.dong.reflection.User>
class java.lang.String
class snow.dong.reflection.User

2.4反射操作注解

利用注解和反射完成类和表结构的映射关系，代码如下：

package snow.dong.reflection;
import java.lang.annotation.*;
import java.lang.reflect.Field;
public class TestAnnotation {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
        Class c1=Class.forName("snow.dong.reflection.Student");
        //通过反射获得注解
        Annotation[] annotations=c1.getAnnotations();
        for (Annotation annotation : annotations) {
            System.out.println(annotation);
        }
        //获得注解的value值
        Tabledong tabledong= (Tabledong) c1.getAnnotation(Tabledong.class);
        String value=tabledong.value();
        System.out.println(value);
        //获得类指定的注解
        Field f=c1.getDeclaredField("name");
        Fileddong fileddong=f.getAnnotation(Fileddong.class);
        System.out.println(fileddong.columnName());
        System.out.println(fileddong.type());
        System.out.println(fileddong.length());
    }
}
@Tabledong("db_student")
class Student{
    @Fileddong(columnName = "db_id",type = "int",length = 10)
    private int id;
    @Fileddong(columnName = "db_age",type = "int",length = 10)
    private int age;
    @Fileddong(columnName = "db_name",type = "varchar",length = 3)
    private String name;
    public Student() {
    }
    public Student(int id, int age, String name) {
        this.id = id;
        this.age = age;
        this.name = name;
    }
    public int getId() {
        return id;
    }
    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "id=" + id +
                ", age=" + age +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}
//类名的注解
@Target(ElementType.TYPE)//表示在类上面的注解
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Tabledong{
    String value();
}
//属性的注解
@Target(ElementType.FIELD)//表示在类上面的注解
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Fileddong{
    String columnName();
    String type();
    int length();
}
#//运行结果
@snow.dong.reflection.Tabledong(value=db_student)
db_student
db_name
varchar
3