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深入了解Java中的反射機(jī)制(reflect)

更新時(shí)間：2023年05月21日 08:37:09 作者：無聲編碼器

Java的反射機(jī)制允許我們對一個(gè)類的加載、實(shí)例化、調(diào)用方法、操作屬性的時(shí)期改為在運(yùn)行期進(jìn)行，這大大提高了代碼的靈活度,本文就來簡單講講反射機(jī)制的具體使用方法吧

Java的反射機(jī)制允許我們對一個(gè)類的加載、實(shí)例化、調(diào)用方法、操作屬性的時(shí)期改為在運(yùn)行期進(jìn)行，這大大提高了代碼的靈活度。但在運(yùn)行期進(jìn)行反射操作會(huì)消耗額外的資源與性能，所以要適度使用。

JVM（Java虛擬機(jī)）加載一個(gè)類有以下幾種方式：

1、執(zhí)行代碼時(shí)，需要用到某個(gè)類，例如：Person p = new Person(); 時(shí)，這時(shí)候JVM 會(huì)加載 Person.class 。

2、通過反射機(jī)制中的：Class.forName(String className) 方法以字符串的形式加載指定的類，此方法只能尋找環(huán)境變量中配置的類路徑中指定的類。

3、通過類加載器 ClassLoader 來加載指定的類，類加載器可以額外指定環(huán)境變量中沒有指定的類路徑，并從中尋找指定的類進(jìn)行加載。

除了第一種方式外，剩下的兩種都是基于反射機(jī)制動(dòng)態(tài)的加載一個(gè)類，加載類的過程就是讓 JVM 讀取該類對應(yīng)的 class 文件。當(dāng) JVM 讀取一個(gè)類的 class 文件后，會(huì)實(shí)例化一個(gè) Class 類的實(shí)例用于保存加載的這個(gè)類的信息。并且每個(gè)被加載的類只會(huì)進(jìn)行一次加載過程，這意味著每個(gè)被 JVM 加載的類都會(huì)在 JVM 內(nèi)部以一個(gè) Class 類的實(shí)例進(jìn)行保存，所以每個(gè)類有且只有一個(gè) Class 類的實(shí)例與之對應(yīng)。Class 也稱為類對象，每個(gè)實(shí)例用于表示 JVM 加載的一個(gè)類，通過它可以獲取其表示的類的相關(guān)信息，比如類的名字、有哪些屬性、構(gòu)造器以及所有方法，并且通過 Class 還可以實(shí)例化其表示的類。

Class 類與 Method 類：

Class 類：Class 類的實(shí)例表示正在運(yùn)行的Java應(yīng)用程序中的類和接口。Class 類沒有公共構(gòu)造函數(shù)，類對象是由Java虛擬機(jī)在加載類時(shí)自動(dòng)構(gòu)造的，通過調(diào)用類加載器中的defineClass方法來構(gòu)造。
Method 類：Method 類是反射API中一個(gè)重要的類，其每一個(gè)實(shí)例表示某個(gè)類的一個(gè)具體方法，所反映的方法可以是類方法或?qū)嵗椒ǎòǔ橄蠓椒ǎ?。通過 Method 可以獲取到其表示的方法的相關(guān)信息，如方法名、返回值類型、參數(shù)類型、訪問修飾符等。并且也可以通過 Method 類動(dòng)態(tài)調(diào)用其表示的方法。

方法實(shí)例

public static Class<?> forName(String className)
                throws ClassNotFoundException

描述：

返回與具有給定字符串名稱的類或接口關(guān)聯(lián)的Class對象。

參數(shù)：

className -- 所需類的完全限定名稱。

返回值：

具有指定名稱的類的Class對象。

注意：

如果找不到類，拋出 ClassNotFoundException 異常。

public class Person {
    public String name;
    private Integer code;
    public Person() {
        System.out.println("無參構(gòu)造方法");
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> aClass = Class.forName("Person");
        System.out.println(aClass);
    }
}
// 程序運(yùn)行結(jié)果如下：
// class Person

public T newInstance()
        throws InstantiationException, IllegalAccessException

描述：

創(chuàng)建由該 Class 對象表示的類的新實(shí)例。該方法調(diào)用當(dāng)前 Class 所表示的類的無參構(gòu)造方法，所以該類必須有無參構(gòu)造方法。

參數(shù)：

無

返回值：

由該 class 表示的類的新分配的實(shí)例。

注意：

如果類或其無參構(gòu)造函數(shù)不可訪問，拋出 IllegalAccessException 異常。
如果該類表示抽象類、接口、數(shù)組類、基元類型或void；或者如果該類沒有無參構(gòu)造函數(shù)；或者如果實(shí)例化由于某些其他原因而失敗，拋出 InstantiationException 異常。

public class Person {
    public String name;
    private Integer code;
    public Person() {
        System.out.println("調(diào)用了無參構(gòu)造方法");
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> aClass = Class.forName("Person");
        Person person = (Person)aClass.newInstance();
        System.out.println(person);
    }
}
// 程序運(yùn)行結(jié)果如下：
// 調(diào)用了無參構(gòu)造方法
// Person@29453f44

public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)
        throws NoSuchMethodException, SecurityException

描述：

返回一個(gè)構(gòu)造函數(shù)對象，該對象反映由該Class對象表示的類的指定公共構(gòu)造函數(shù)。

參數(shù)：

parameterTypes -- Class對象的數(shù)組，這些對象按聲明的順序標(biāo)識(shí)構(gòu)造函數(shù)的形式參數(shù)類型。

返回值：

與指定的parameterTypes匹配的公共構(gòu)造函數(shù)的Constructor對象。

注意：

如果找不到匹配的方法，拋出 NoSuchMethodException 異常。
如果訪問被拒絕，拋出 SecurityException 異常。

public class Person {
    public String name;
    private Integer code;
    public Person(String name) {
        this.name = name;
        System.out.println("調(diào)用了有參構(gòu)造方法");
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> aClass = Class.forName("Person");
        Constructor constructor = aClass.getConstructor(String.class);
        Person person = (Person)constructor.newInstance("阿剛");
        System.out.println(person.name);
    }
}
// 程序運(yùn)行結(jié)果如下：
// 調(diào)用了有參構(gòu)造方法
// 阿剛

// Class 類
public Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
        throws NoSuchMethodException, SecurityException

描述：

獲取當(dāng)前 Class 所表示的類定義的指定名字及參數(shù)列表的方法。

參數(shù)：

name -- 方法的名稱。
parameterTypes -- 一組Class對象，這些對象按聲明的順序標(biāo)識(shí)方法的形式參數(shù)類型。

返回值：

與指定的名稱和參數(shù)匹配的此類的方法的Method對象。

注意：

如果找不到匹配的方法，拋出 NoSuchMethodException 異常。
如果名稱為null，拋出 NullPointerException 異常。
如果訪問被拒絕，拋出 SecurityException 異常。

// Method 類
public Object invoke(Object obj, Object... args)
        throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException,
           InvocationTargetException

描述：

在具有指定參數(shù)的指定對象上調(diào)用此 method 對象表示的基礎(chǔ)方法。如果基礎(chǔ)方法是靜態(tài)的，則會(huì)忽略指定的 obj 參數(shù)，它可能為 null。

參數(shù)：

obj -- 如果通過該方法調(diào)用的是成員方法，因?yàn)槌蓡T方法屬于對象，那么調(diào)用該方法時(shí)，使用該參數(shù)傳遞成員方法所屬對象。如果過該方法調(diào)用的是靜態(tài)方法，可以傳遞null。
args -- 方法的實(shí)際參數(shù)，若該方法無參，傳入 null 即可。

注意：

如果此Method對象正在強(qiáng)制執(zhí)行Java語言訪問控制，并且底層方法不可訪問，拋出 IllegalAccessException 異常。
如果方法是實(shí)例方法，并且指定的對象參數(shù)不是聲明底層方法（或其子類或?qū)崿F(xiàn)者）的類或接口的實(shí)例；或者如果實(shí)際參數(shù)和形式參數(shù)的數(shù)量不同；或者如果原始參數(shù)的展開轉(zhuǎn)換失?。换蛘呷绻诳赡艿恼归_之后，無法通過方法調(diào)用轉(zhuǎn)換將參數(shù)值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的形式參數(shù)類型；拋出 IllegalArgumentException 異常。
如果基礎(chǔ)方法拋出異常，則拋出 InvocationTargetException 異常。
如果指定的對象為null，并且該方法是實(shí)例方法，則拋出 NullPointerException 異常。

public class Person {
    public String name;
    private Integer code;
    public Person() {
        System.out.println("調(diào)用了無參構(gòu)造方法");
    }
    public Person(String name) {
        this.name = name;
        System.out.println("調(diào)用了有參構(gòu)造方法");
    }
    public  static String happy(){
        return "哈哈";
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> aClass = Class.forName("Person");
        Object person =  aClass.newInstance();
        // Method是反射API中一個(gè)重要的類，其每一個(gè)實(shí)例表示某個(gè)類的具體方法
        // 調(diào)用 setName 方法
        Method setMethod = aClass.getDeclaredMethod("setName",String.class);
        setMethod.invoke(person,"阿全");
        // 調(diào)用 getName 方法
        Method getMethod = aClass.getDeclaredMethod("getName",null);
        System.out.println(getMethod.invoke(person,null));
        // 調(diào)用了靜態(tài)方法
        Method happyMethod = aClass.getDeclaredMethod("happy",null);
        System.out.println(happyMethod.invoke(null,null));
    }
}
// 程序運(yùn)行結(jié)果如下：
// 調(diào)用了無參構(gòu)造方法
// 阿全
// 哈哈

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