Java语言ch07 反射

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2019-08-07

反射Reflection，Java的反射是指程序在运行期可以获取一个对象的所有信息。反射是为了解决在运行期，对某个实例一无所知的情况下，如何调用其方法。

Class类

由于JVM为每个加载的class创建了对应的Class实例，并在实例中保存了该class的所有信息，包括类名、包名、父类、实现的接口、所有方法、字段等，因此，如果获取了某个Class实例，我们就可以通过这个Class实例获取到该实例对应的class的所有信息。

这种通过Class实例获取class信息的方法称为反射（Reflection）。

获取一个class的Class实例有三个方法：

方法一：直接通过一个class的静态变量class获取：

1	Class cls = String.class;

方法二：如果我们有一个实例变量，可以通过该实例变量提供的getClass()方法获取：

1 2	String s = "Hello"; Class cls = s.getClass();

方法三：如果知道一个class的完整类名，可以通过静态方法Class.forName()获取：

1	Class cls = Class.forName("java.lang.String");

小结

JVM为每个加载的class及interface创建了对应的Class实例来保存class及interface的所有信息；
获取一个class对应的Class实例后，就可以获取该class的所有信息；
通过Class实例获取class信息的方法称为反射（Reflection）；
JVM总是动态加载class，可以在运行期根据条件来控制加载class。

访问字段

获取字段

Class类提供了以下几个方法来获取字段：

Field getField(name)：根据字段名获取某个public的field（包括父类）
Field getDeclaredField(name)：根据字段名获取当前类的某个field（不包括父类）
Field[] getFields()：获取所有public的field（包括父类）
Field[] getDeclaredFields()：获取当前类的所有field（不包括父类）

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class stdClass = Student.class;
        // 获取public字段"score":
        System.out.println(stdClass.getField("score"));
        // 获取继承的public字段"name":
        System.out.println(stdClass.getField("name"));
        // 获取private字段"grade":
        System.out.println(stdClass.getDeclaredField("grade"));
    }
}

class Student extends Person {
    public int score;
    private int grade;
}

class Person {
    public String name;
}

首先获取Student的Class实例，然后，分别获取public字段、继承的public字段以及private字段，打印出的Field类似：

1
2
3

public int Student.score
public java.lang.String Person.name
private int Student.grade

获取字段值

对于一个Person实例，我们可以先拿到name字段对应的Field，再获取这个实例的name字段的值：

import java.lang.reflect.Field;

public class Main {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Object p = new Person("Xiao Ming");
        Class c = p.getClass();
        Field f = c.getDeclaredField("name");
        f.setAccessible(true);  //不管字段是不是public，一律允许访问。
        Object value = f.get(p);
        System.out.println(value); // "Xiao Ming"
    }
}

class Person {
    private String name;

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }
}

正常情况下，Main类无法访问Person类的private字段。要修复错误，可以将private改为public，或者，在调用Object value = f.get(p);前增加f.setAccessible(true);

如果使用反射可以获取private字段的值，那么类的封装还有什么意义？

正常情况下，通过p.name来访问Person的name字段，编译器会根据public、protected和private决定是否允许访问字段，这样就达到了数据封装的目的。

反射是一种非常规的用法，使用反射，首先代码非常繁琐，其次，它更多地是给工具或者底层框架来使用，目的是在不知道目标实例任何信息的情况下，获取特定字段的值。

设置字段值

通过Field实例既然可以获取到指定实例的字段值，自然也可以设置字段的值。

import java.lang.reflect.Field;

public class Main {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Person p = new Person("Xiao Ming");
        System.out.println(p.getName()); // "Xiao Ming"
        Class c = p.getClass();
        Field f = c.getDeclaredField("name");
        f.setAccessible(true);
        f.set(p, "Xiao Hong");
        System.out.println(p.getName()); // "Xiao Hong"
    }
}

class Person {
    private String name;

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return this.name;
    }
}

运行结果：

1 2	Xiao Ming Xiao Hong

小结

Java的反射API提供的Field类封装了字段的所有信息：

通过Class实例的方法可以获取Field实例：getField()，getFields()，getDeclaredField()，getDeclaredFields()；

通过Field实例可以获取字段信息：getName()，getType()，getModifiers()；

通过Field实例可以读取或设置某个对象的字段，如果存在访问限制，要首先调用setAccessible(true)来访问非public字段。

通过反射读写字段是一种非常规方法，它会破坏对象的封装。

调用方法

可以通过Class实例获取所有Method信息。Class类提供了以下几个方法来获取Method：

Method getMethod(name, Class...)：获取某个public的Method（包括父类）
Method getDeclaredMethod(name, Class...)：获取当前类的某个Method（不包括父类）
Method[] getMethods()：获取所有public的Method（包括父类）
Method[] getDeclaredMethods()：获取当前类的所有Method（不包括父类）

调用构造方法

获取继承关系

动态代理

本文作者： Yao Zhu
发布时间： 2019-08-07
最后更新： 2019-10-07
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