[01] 反射的基本概念和常用类

1、什么是反射

在了解反射之前，我们都是如何使用一个Java类的？

• 已知一个类的类名，以及类中的方法、属性和构造方法等
• 调用构造方法创建对象
• 使用对象调用方法或者属性

那么问题来了，如果我们只知道一个类的类名，能否动态得到类的信息，包括其方法和属性？

• 通过反射

所以反射的概念是：在运行状态中，对任意类都可知道其所有属性和方法，对任意对象都可调用其方法和属性。这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能，称之为Java的反射机制。

如Spring框架只需要通过xml文件描述类的基本信息，就可以利用反射机制动态装配对象。

2、反射的相关类

和反射相关的类主要包括 Class、Constructor、Method、Field等，除了Class，其他的类都位于java.lang.reflect包中。其中最重要的类是Class，可以说，反射的使用都是从Class开始的。

2.1 Class类

2.1.1 Class实例的获取

把一个类封装成为Class类，Class实例主要有三种方式获取：

• //使用对象名获取
• String str = "hello";
• Class clazz = str.getClass();

• //使用类名获取，在类名加后缀 .class
• Class clazz = String.class;

• //使用类名获取，通过Class的静态方法forName()
• Class clazz = Class.forName("java.lang.String");

2.1.2 Class类的主要方法

Class类中的主要方法有：

• getMethod：返回类中某个方法的实例
• getMethods：返回类中所有方法的实例
• getField：返回类中某个属性的实例
• getFields：返回类中所有属性的实例
• getConstructor：返回类中的一个构造方法的实例
• getXXX：Class中还有若干get方法，获取类的基本信息

需要注意的是，以上涉及的获取Method或Field实例的方法，实际上还有一个类似的方法，不过名字中多个词Declared，如getDeclaredMethods()，区别在于：

• 包含Declared：它仅获取自身类声明的方法，包括公开的、私有的、保护的等
• 没有Delcared的普通get方法：会获取某个类所有的公开（public）成员，包括自己定义的和继承下来的

简单示例：

public static void main(String[] args) {
    Class clazz_str = String.class;
    Method[] methods = clazz_str.getMethods();
    for (Method method : methods) {
        System.out.println(method.getName());
    }
}

2.2 Constructor类

2.2.1 实例的获取

Constructor类的对象是由Class对象获取，Class类中定义了如下方法：

• Constructor<T> getConstructor(Class... parameterTypes)：通过指定参数类型，返回构造方法实例
• Constructor[] getConstructors()：返回该类的所有构造方法实例

这里所说的指定的参数类型，是指实际构造方法的形参。比如有构造方法 public Student(String name)，那么需要：

Class stuClazz = Student.class;
Constructor stuCon = stuClazz.getConstructor(String.class);

2.2.2 实例的基本信息获取

该类可以通过getXXX的方法，获取构造方法的基本信息，如：

• getName：返回构造方法的名字
• getParameterTypes：返回构造方法的参数类型

2.2.3 创建对象

除了构造方法的基本信息，也可以通过该Constructor的实例创建对象：

• newInstance(Object... initargs);

示例：

Class stuClazz = Student.class;
Constructor stuCon = stuClazz.getConstructor(String.class);
Student stu = (Student)stuCon.newInstance("zhangsan");

2.3 Method类

2.3.1 Method的获取

Method类的实例由Class对象获取：

• Method getMethod(String name, Class... parameterTypes)：通过指定方法名，参数类型，返回Method实例
• Method[] getMethods()：返回该类中所有方法的Method实例

2.3.2 Method获取基本信息

Method封装了类中的方法，可以动态获取方法的信息，如：

• getReturnType：获取方法的返回值类型
• getName：获得方法名
• getParameterTypes：获得方法参数类型

2.3.3 Method动态调用方法

除了动态获得方法信息，Method类还可以动态调用某个对象的具体方法：

• invoke(Object obj, Object... args);

示例：

public static void main(String[] args) throws Exception {
    Class stuClazz = Student.class;
    Constructor stuCon = stuClazz.getConstructor(String.class);
    Student student = (Student)stuCon.newInstance("zhangsan");

    Method study = stuClazz.getMethod("study");
    study.invoke(student);

    Method studyWithOne = stuClazz.getMethod("studyWithOne", String.class);
    studyWithOne.invoke(student, "lisi");
}

2.4 Field类

2.4.1 Field的获取

获得Field实例，都是通过Class中的方法实现的：

• public Field getField(String name)
• 通过指定Field的名字，返回Field实例
• 注意Field的访问权限

之前提到过，如果单纯地使用getField那么获取到的方法实例都是public的，如果要获取private方法，需要使用诸如getDeclaredField方法：

//如有Student类，有private权限的属性name
Class stuClazz = Student.class;
Field name = stuClazz.getField("name"); // NG，报异常，找不到该方法
Field name = stuClazz.getDeclaredField("name"); // OK

3、反射的重要说明

反射实际上将所有的类成分映射成为对应的的Class对象，这里的Class对象其实可以堪称是一种类型。并不知只有类才能转换成Class对象。

也即是说，如果真的需要（比如某些方法中要求参数是Class类型），像基本的数据类型（boolean、byte、char、short、int、long、float、double）甚至关键字如 void 也可以表示为Class对象（形如 int.class）

比如某些方法，如果你要用反射表示，可能参数可能会写成如 (String.class, int.class) 这种形式，这是sun公司定义的规则，不需要深刻去理解为什么。

例如 getConstructor(Class<?>... parameterTypes)：

Class stuClazz = Student.class;
Constructor stuCon = stuClazz.getConstructor(String.class);