黑马程序员【java中的反射机制】

Java中的反射机制

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java的反射机制是java的特性之一，反射机制是构建框架技术的基础所在，使用反射可以使程序更加灵活，避免将程序写死在代码里。相对于很多初学者只接触过java基础的人，反射还是一个很朦胧难懂的概念，下面我们就来说一下反射的一些应用。

java反射机制是指在运行状态中，动态获取信息以及动态调用对象方法的功能。java反射有3个动态性质：1.运行时生成对象实例，2.运行期间调用发放，3.运行时更改属性。

那么反射的原理是什么呢？那我们就要先来看一下java程序的执行过程，想要java程序能够运行，java类必须被java虚拟机加载。运行程序都是在编译时就已经加载了所需要的类。在这里就不得不提一下了，相信很多人对于什么是编译时，什么是运行时还没有一个明确的概念，编译时就是编译器帮你把代码翻译成设备可以识别的代码，也就是说编译器在编译时会做一些简单的工作，比如检查你的语法有没有错误，关键字或者名称书写有无错误，加载类，这都是编译时要做的事情，那运行时都做了什么呢？运行时就是当你的程序开始，代码被装载到内存中后就是运行时，运行时检查就是在你的内存中做操作与判断，下面我们来举个小例子：

   int[] nums = new int[3];
        nums[4] = 12;

很显然，上面这段代码会出现数组下标越界的错误，可是程序在编译时并没有报错，而是在运行时才会报出一个ArrayIndexOutOfBoundsException的错误，这就是编译时和运行时的区别。

而java的反射机制在编译时并不确定是哪个类被加载了，他是在程序运行时候才加载和使用，我们用一张简单的图来看一下反射的执行过程：

Java反射机制能够知道类的基本结构，这种对于java类结构探知的能力成为“自审”，像我们使用eclipse一类软件书写代码时的自动提示功能就是用的java反射的原理。那么通过java的反射，我们可以实现什么功能呢？1.在运行时判断任意一个对象所属类，2.在运行时构造任意一个类的对象，3.在运行时判断任意一个类所具有的属性和方法，4.在运行时调用任意一个对象的方法。java反射常用的类有Class类：反射的核心类，通过Class类可以获取类的属性，方法等内容。Filed类：表示类的属性，可以获取和设置类中属性的值。Method类：表示类的方法，他可以用来获取类中方法的信息，或者执行方法。Constructor类：表示类的构造方法。

好了，我们已经了解了java反射的一些基本信息，下面我们就逐一用代码的方式实现反射的各个功能：

第一个，也是最简单的一个，首先要使用、Class类肯定要先实例化出他，可是Class类没有构造方法，那我们要怎样实例化呢，下面有三种创建Class类的方法：

public static void main(String[] args) {
        //第一种方法，通过对象.getClass()方法
        User user = new User();
        Class<? extends User> cs = user.getClass();
        System.out.println(cs);

        //第二种方法，通过类名.class
        Class<User> cs1 = User.class;
        System.out.println(cs1);

        //第三种方法，通过Class本身的forName()方法，注意forName()方法会抛出一样，并且里面的参数需要完整的包名和类名
        Class<?> cs2 = null;
        try {
            cs2 = Class.forName("cn.fanfu.demo.User");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(cs2);
    }

其中第三种forName()方法可以在类不确定的情况下实例化Class，更具灵活性。

第二个是通过Class类的有参构造创建Class类对象的新实例：

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, SecurityException, NoSuchMethodException, IllegalArgumentException, InstantiationException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {
      //在这里为了更直观的展示，直接使用String类
       Class<?> cs =Class.forName("java.lang.String");
       char[] ch = {‘大‘,‘家‘,‘好‘,‘！‘,‘！‘};
       //调用Class类的有参构造函数，函数里的值为类.class
       Constructor<?> cst = cs.getConstructor(char[].class);
       String name = (String) cst.newInstance(ch);
       System.out.println(name);
       //因为这里的异常会使代码没有直观的显示，所以我直接抛给虚拟机
    }

第三个是取得类的构造、接口、方法、属性等一系列元素：

public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException,
            SecurityException, NoSuchMethodException, IllegalArgumentException,
            InstantiationException, IllegalAccessException,
            InvocationTargetException {
        //先创建好两个对象
        Class<?> cs = Class.forName("cn.fanfu.demo.User");
        Constructor<?>[] con = null;
        //通过getConstructors()方法返回一个Constructor[]数组，数组里存储的是该类的各个构造
        con = cs.getConstructors();
        for (Constructor<?> item : con) {
            System.out.println(item);
        }
        //通过getInterfaces()方法返回一个Class<?>[]数组，数组里存储的是该类的各个接口
        Class<?>[] inter = cs.getInterfaces();
        for (Class<?> item : inter) {
            System.out.println(item);
        }
        //通过getSuperclass()方法返回一个Class<?>
        Class<?> parent = cs.getSuperclass();
        //java中只支持单继承，所以只有一个父类
        System.out.println(parent);
        //通过getMethods()方法返回一个Method[]数组，数组里存储的是该类的各个方法
        Method[] method = cs.getMethods();
        for (Method item : method) {
            System.out.println(item);
        }
        //通过getDeclaredFields()方法返回一个Field[]数组，数组里存储的是该类的各个属性
        Field[] fiel = cs.getDeclaredFields();
        for (Field item : fiel) {
            System.out.println(item);
        }
        //getDeclaredFields()方法可以获取全部属性，getFields()方法只能获取到公有属性
        Field[] fiel1 = cs.getFields();
        for (Field item : fiel1) {
            System.out.println(item);
        }
    }

第四个是获取或修改类的属性的值：

public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException,
            SecurityException, NoSuchMethodException, IllegalArgumentException,
            InstantiationException, IllegalAccessException,
            InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
        //创建User对象
        User us = new User();
        us.setAge(12);
        us.setName("张三");
        Class<?> cs = us.getClass();
        //获取私有属性的值
        Field fl = cs.getDeclaredField("name");
        //要先设置允许访问
        fl.setAccessible(true);
        //通过get方法指定对象获取值
        String name = (String) fl.get(us);
        System.out.println(name);
        //通过set方法指定对象并修改值
        fl.set(us, "李四");
        String name2 = (String) fl.get(us);
        System.out.println(name2);
    }

第五个是通过反射调用方法：

public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException,
            SecurityException, NoSuchMethodException, IllegalArgumentException,
            InstantiationException, IllegalAccessException,
            InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
        //创建User对象
        User us = new User();
        us.setAge(12);
        us.setName("张三");
        Class<?> cs = us.getClass();
        //通过getMethod()方法获取类中方法，该方法有两个参数，一个指定方法名，一个指定方法中参数的类型
        Method mm = cs.getMethod("say");
        //通过invoke()方法调用方法，该方法有两个参数，一个指定对象，另一个传递参数
        mm.invoke(us);
    }

好了，关于反射的介绍就先这么多了，其他的还有一些列如操作数组集合，都是一些变通用法，就不多做介绍。