文章目录

反射是什么
反射的用途
反射的缺点
反射的基本运用
- 获取Class 类对象
- 类相关的反射
- - 获取包名
  - 获取supperClass
  - 获取Public成员类
  - 获取声明的类
  - 获取所有Public构造方法
  - 获取泛型参数
  - 获取实现的接口
  - 获取所有Public方法
  - 获取所有Public字段
  - 获取所有注释
  - 获取权限修饰符
- 字段相关反射
- - 获取字段
  - 字段赋值
  - 获取字段类型
  - 获取字段声明类
- 方法相关的反射
- - 获取方法
  - 调用方法
- 构造方法的反射
- - 获取构造方法
  - 使用构造函数实例化对象
总结

反射是java高级特性之一，常用的框架，例如：spring、mybatis等在实现的过程中都使用到了反射，所以还是非常有必要了解反射的。

反射是什么

Java反射提供了检查和修改应用程序运行时行为的能力。反射允许我们在运行时检查和操作类、接口、构造函数、方法和字段，即使类在编译时不可访问。我们还可以使用反射来实例化一个对象，调用它的方法，更改字段值。这种动态获取的信息以及动态调⽤对象的⽅法的功能称为java语⾔的反射机制。

反射的用途

可能有些人认为反射在工作中用的并不多，但其实并不是这样的，工作中处处都能见到反射的影子，比如工作中经常会通过对象 . 的时候编译器会列出该对象可以调用的方法，其实这个原理使用的也是反射。还有像Spring、Mybatis、Tomcat等通用框架或者容器底层都会大量的使用到反射。所以如果你想实现一个通用的功能，反射或许是最好的选择之一。

反射的缺点

反射的好处是允许我们在运行时对类、接口等进行一系列操作。但是它也有缺点：

性能不佳：由于 java 反射动态解析类型，它涉及扫描类路径以查找要加载的类等处理，导致性能下降。
安全限制：反射需要运行时权限，这对于在安全管理器下运行的系统可能不可用。由于安全管理器，这可能会导致应用程序在运行时失败。
安全问题：使用反射我们可以访问我们不应该访问的部分代码，例如我们可以访问一个类的私有字段并更改它的值。这可能是一个严重的安全威胁，并导致应用程序行为异常。
高维护：反射代码难以理解和调试，并且在编译时无法发现代码的任何问题，因为类可能不可用，使其灵活性降低且难以维护。

反射的基本运用

以下类用于测试

BaseInterface.java

package com.example.reflection;public interface BaseInterface {public int interfaceInt=0;void method1();int method2(String str);
}

BaseClass.java

package com.example.reflection;public class BaseClass {public int baseInt;private static void method3(){System.out.println("Method3");}public int method4(){System.out.println("Method4");return 0;}public static int method5(){System.out.println("Method5");return 0;}void method6(){System.out.println("Method6");}// inner public classpublic class BaseClassInnerClass{}//member public enumpublic enum BaseClassMemberEnum{}
}

ConcreteClass.java

package com.example.reflection;public class ConcreteClass extends BaseClass implements BaseInterface{public int publicInt;private String privateString="private string";public static String staticStr = "public static string";protected boolean protectedBoolean;Object defaultObject;public ConcreteClass(int i){this.publicInt=i;}public ConcreteClass(){}private ConcreteClass(String privateString){this.privateString = privateString;}@Overridepublic void method1() {System.out.println("Method1 impl.");}@Overridepublic int method2(String str) {System.out.println("Method2 impl.");return 0;}@Overridepublic int method4(){System.out.println("Method4 overriden.");return 0;}public int method5(int i){System.out.println("Method4 overriden.");return 0;}// inner classespublic class ConcreteClassPublicClass{}private class ConcreteClassPrivateClass{}protected class ConcreteClassProtectedClass{}class ConcreteClassDefaultClass{}//member enumenum ConcreteClassDefaultEnum{}public enum ConcreteClassPublicEnum{}//member interfacepublic interface ConcreteClassPublicInterface{}
}

获取Class 类对象

java.lang.Class是所有反射操作的入口点。Class 类只有java虚拟机才能new出来，任何⼀个类都是Class 类的实例对象。要使用反射首先要获取到Class对象，Class 对象有三种方式可以获取到：

通过.class

Class<Integer> integerClass = Integer.class;

使用对象的getClass方法

Date date = new Date();
Class<? extends Date> dateClass = date.getClass();

通过java.lang.Class.forName(String fullyClassifiedClassName)方法

Class<Integer> forName = Class.forName("java.lang.Integer");

对于基本类型和数组，Class对象的获取可以通过.class的方式获取。

Class<?> booleanClass = boolean.class;
System.out.println(booleanClass.getCanonicalName()); // prints booleanClass<?> cDouble = Double.TYPE;
System.out.println(cDouble.getCanonicalName()); // prints doubleClass<?> cDoubleArray = Class.forName("[D");
System.out.println(cDoubleArray.getCanonicalName()); //prints double[]Class<?> twoDStringArray = String[][].class;
System.out.println(twoDStringArray.getCanonicalName()); // prints java.lang.String[][]

对于包装类，也可以通过静态变量TYPE获取Class对象

Class<?> doubleClass = Double.TYPE;

类相关的反射

获取包名

getPackage()方法返回这个类所在的包。该类的类加载器用于查找包。

final Package aPackage = ConcreteClass.class.getPackage();
System.out.println(aPackage);System.out.println(aPackage.getName());

结果：

package com.example.reflection
com.example.reflection

获取supperClass

getSuperclass() 如果是类对象调用的话会返回类的父类，如果此类为Object类、接口、基本类型或void，则返回null。如果此对象为数组类，则返回表示Object类的类对象。

final Class<? super Integer> superclass = Integer.class.getSuperclass();
System.out.println(superclass); // 结果：class java.lang.NumberSystem.out.println(Object.class.getSuperclass()); // 结果：nullSystem.out.println(String[][].class.getSuperclass()); // 结果：class java.lang.Object

获取Public成员类

getClasses()返回一个Class类型数组，通过getClasses()可以获取到Class对象的所有Public类、接口和枚举类。这包括从父类继承的公共类和接口以及由类声明的公共类和接口。如果Class对象没有Public成员类、接口，又或者Class对象是个数组、基本类型、void， getClasses() 会返回一个空数组。

final Class<?>[] publicClasses = ConcreteClass.class.getClasses();
Arrays.stream(publicClasses).forEach(System.out::println);

结果：
在这里插入图片描述

获取声明的类

getDeclaredClasses()方法返回一个 Class 对象数组，返回声明为该 Class 对象表示的类成员的所有类和接口。返回的数组不包括在继承的类和接口中声明的类。

final Class<?>[] declaredClasses = ConcreteClass.class.getDeclaredClasses();
Arrays.stream(declaredClasses).forEach(System.out::println);

结果：
在这里插入图片描述

获取所有Public构造方法

getConstructors()方法返回Class对象的Public构造方法列表。

final Constructor<?>[] constructors = ConcreteClass.class.getConstructors();
Arrays.stream(constructors).forEach(System.out::println);

结果：

public com.example.reflection.ConcreteClass()
public com.example.reflection.ConcreteClass(int)

获取泛型参数

如果有与该类关联的任何泛型参数，getTypeParameters() 则返回 TypeVariable 数组。泛型参数的返回顺序与声明的顺序相同。

TypeVariable<?>[] typeParameters = Class.forName("java.util.HashMap").getTypeParameters();
for(TypeVariable<?> t : typeParameters){System.out.print(t.getName()+",");
}

结果：

K,V,

获取实现的接口

getGenericInterfaces() 方法返回由具有泛型类型信息的类实现的接口数组。
getInterfaces()方法返回类实现的所有接口

final Class<?> hashMapClass = Class.forName("java.util.HashMap");
System.out.println(Arrays.toString(hashMapClass.getGenericInterfaces()));
System.out.println(Arrays.toString(hashMapClass.getInterfaces()));

结果：

[java.util.Map<K, V>, interface java.lang.Cloneable, interface java.io.Serializable]
[interface java.util.Map, interface java.lang.Cloneable, interface java.io.Serializable]

获取所有Public方法

getMethods()方法返回该类的公共方法数组，包括它的父类和实现的接口的公共方法。

final Method[] allMethods = ConcreteClass.class.getMethods();
Arrays.stream(allMethods).forEach(System.out::println);

结果：

获取所有Public字段

getFields() 方法返回该类的公共字段数组，包括它的父类和实现的接口的公共字段。

public int com.example.reflection.ConcreteClass.publicInt
public static final int com.example.reflection.BaseInterface.interfaceInt
public int com.example.reflection.BaseClass.baseInt

获取所有注释

getAnnotations() 方法返回元素的所有注释。

final Annotation[] annotations = ConcreteClass.class.getAnnotations();
System.out.println(Arrays.toString(annotations));

结果：

[@java.lang.Deprecated()]

获取权限修饰符

getModifiers()方法返回类修饰符的int表示，可以使用java.lang.reflect.Modifier.toString()方法以源代码中使用的字符串格式来显示出来。

final int modifiers = ConcreteClass.class.getModifiers();
final String modifier = Modifier.toString(modifiers);
System.out.println("modifiers="+modifiers +",modifier="+modifier);

结果：

modifiers=1,modifier=public

java.lang.reflect.Modifier 权限修饰符表示的常量

public static final int PUBLIC           = 0x00000001;
/*** The {@code int} value representing the {@code private}* modifier.*/
public static final int PRIVATE          = 0x00000002;/*** The {@code int} value representing the {@code protected}* modifier.*/
public static final int PROTECTED        = 0x00000004;

字段相关反射

获取字段

getField()和 getDeclaredField() 方法可以获取到类的字段。不同的是，getField()获取的必须是声明了public的字段，包括父类或者实现的接口中的public字段； getDeclaredField() 只能获取的本类中定义的字段。

final Class<ConcreteClass> concreteClassClass = ConcreteClass.class;
//获取public字段
final Field interfaceInt = concreteClassClass.getField("interfaceInt");
System.out.println(interfaceInt.getName());//获取private字段
final Field privateString = concreteClassClass.getDeclaredField("privateString");
// 这一步很重要
privateString.setAccessible(true);
System.out.println(privateString.getName());

对于private类型字段一定要用setAccessible(true) 关闭访问检查，表示让字段可以被访问到，如果不关闭会报错。

字段赋值

//public 字段设值
final Field publicInt = concreteClassClass.getField("publicInt");
ConcreteClass obj = new ConcreteClass(5);
System.out.println(publicInt.get(obj)); //prints 5
publicInt.setInt(obj, 10); //setting field value to 10 in object
System.out.println(publicInt.get(obj)); //prints 10//private字段设值
Field privateField = concreteClassClass.getDeclaredField("privateString");
privateField.setAccessible(true);
ConcreteClass objTest = new ConcreteClass(1);
System.out.println(privateField.get(objTest)); // prints "private string"
privateField.set(objTest, "private string updated");
System.out.println(privateField.get(objTest)); //prints "private string updated"//static字段
final Field staticStr = concreteClassClass.getField("staticStr");
staticStr.set(null , "public static string updated");
System.out.println(staticStr.get(null));

如果字段是静态的，可以在 get() 方法中将第一个Object参数传NULL值来调用。

获取字段类型

getType() 方法返回声明的字段类型的 Class 对象，如果字段是原始类型，则返回包装类对象。

final Class<ConcreteClass> concreteClassClass = ConcreteClass.class;
final Field publicInt = concreteClassClass.getField("publicInt");
final Class<?> type = publicInt.getType();
System.out.println(type.getCanonicalName()); //prints int

获取字段声明类

可以使用getDeclaringClass()字段对象来获取声明字段的类。

final Field interfaceInt = concreteClassClass.getField("interfaceInt");
final Class<?> declaringClass = interfaceInt.getDeclaringClass();
System.out.println(declaringClass);

方法相关的反射

获取方法

public方法的获取：以HashMap 的 put() 方法为例。
可以使用getMethod()来获取类的公共方法，我们需要传递该方法的方法名和参数类型。如果在类中找不到该方法，反射 API 会在超类中查找该方法。

Method method = Class.forName("java.util.HashMap").getMethod("put", Object.class, Object.class);
//get method parameter types, prints "[class java.lang.Object, class java.lang.Object]"
System.out.println(Arrays.toString(method.getParameterTypes()));
//get method return type, return "class java.lang.Object", class reference for void
System.out.println(method.getReturnType());
//get method modifiers
System.out.println(Modifier.toString(method.getModifiers())); //prints "public

private 方法获取
可以使用 getDeclaredMethod() 来获取私有方法，要使用setAccessible(true)关闭访问检查

final Class<BaseClass> baseClassClass = BaseClass.class;
Method method = baseClassClass.getDeclaredMethod("method3", null);
method.setAccessible(true);

调用方法

public方法调用
可以使用 Method 对象的 invoke() 方法来调用方法，以HashMap 的put()方法为例

Method method = Class.forName("java.util.HashMap").getMethod("put", Object.class, Object.class);
Map<String, String> hm = new HashMap<>();
method.invoke(hm, "key", "value");
System.out.println(hm); // prints {key=value}

private方法调用
以调用静态且没有参数的 BaseClass 的 method3()为例。

final Class<BaseClass> baseClassClass = BaseClass.class;
Method method = baseClassClass.getDeclaredMethod("method3", null);
method.setAccessible(true);
method.invoke(null, null); //prints "Method3"

和静态字段一样，invoke() 方法的第一个参数object传NULL值则是调用静态方法。

构造方法的反射

获取构造方法

可以在对象的类表示上使用 getConstructor() 方法来获取特定的public构造函数。
可以在对象的类表示上使用 getDeclaredConstructor() 方法来获取特定的public构造函数。

//获取有参构造方法
Constructor<?> constructor = concreteClassClass.getConstructor(int.class);
//获取构造方法参数
System.out.println(Arrays.toString(constructor.getParameterTypes())); // prints "[int]"//获取无参构造方法
final Constructor<ConcreteClass> classClassConstructor = concreteClassClass.getConstructor();
System.out.println(classClassConstructor); // 结果：public com.example.reflection.ConcreteClass()//获取私有构造方法
final Constructor<ConcreteClass> declaredConstructor =concreteClassClass.getDeclaredConstructor(String.class);
declaredConstructor.setAccessible(true);
System.out.println(declaredConstructor); //结果：private com.example.reflection.ConcreteClass(java.lang.String)

使用构造函数实例化对象

可以在构造函数对象上使用 newInstance() 方法来实例化该类的新实例。

//获取有参构造方法
Constructor<?> constructor = concreteClassClass.getConstructor(int.class);
final Object newInstance = constructor.newInstance(111);
//获取method1 方法
final Method method1 = newInstance.getClass().getMethod("method1", null);
//调用method1方法
method1.invoke(newInstance , null);