反射概述

什么是反射

将类的各个组成部分封装为其他对象的过程就叫做 反射，其中 组成部分 指的是我们类的 成员变量（Field）、构造方法（Constructor）、成员方法（Method）。

使用反射的优缺点

• 优点

1. 在程序运行过程中可以操作类对象，增加了程序的灵活性；

2. 解耦，从而提高程序的可扩展性，提高代码的复用率，方便外部调用；

3. 对于任何一个类，当知道它的类名后，就能够知道这个类的所有属性和方法；而对于任何一个对象，都能够调用它的一个任意方法。

• 缺点

1. 性能问题：Java 反射中包含了一些动态类型，JVM 无法对这些动态代码进行优化，因此通过反射来操作的方式要比正常操作效率更低。

2. 安全问题：使用反射时要求程序必须在一个没有安全限制的环境中运行，如果程序有安全限制，就不能使用反射。

3. 程序健壮性：反射允许代码执行一些平常不被允许的操作，破坏了程序结构的抽象性，导致平台发生变化时抽象的逻辑结构无法被识别。

Class 对象的获取及使用

获取 Class 对象的方式

1. Class.forName("全类名")

源代码阶段，它能将字节码文件加载进内存中，然后返回 Class 对象，多用于 配置文件 中，将类名定义在配置文件中，通过读取配置文件来加载类。

2. 类名.class

类对象阶段，通过类名的 class 属性来获取，多用于 参数的传递。

3. 对象.getClass()

运行时阶段，getClass() 定义在 Object 类中，表明所有类都能使用该方法，多用于 对象的获取字节码 的方式。

我们首先定义一个 Person 类，用于后续反射功能的测试；

package com.cunyu;

/**

• @author : cunyu

• @version : 1.0

• @className : Person

• @date : 2021/4/7 22:37

• @description : Person 类

*/

public class Person {

private int age;

private String name;

public long id;

public long grade;

protected float score;

protected int rank;

public Person(int age, String name, long id, long grade, float score, int rank) {

this.age = age;

this.name = name;

this.id = id;

this.grade = grade;

this.score = score;

this.rank = rank;

}

public Person() {

}

public int getAge() {

return age;

}

public void setAge(int age) {

this.age = age;

}

public String getName() {

return name;

}

public void setName(String name) {

this.name = name;

}

public long getId() {

return id;

}

public void setId(long id) {

this.id = id;

}

public long getGrade() {

return grade;

}

public void setGrade(long grade) {

this.grade = grade;

}

public float getScore() {

return score;

}

public void setScore(float score) {

this.score = score;

}

public int getRank() {

return rank;

}

public void setRank(int rank) {

this.rank = rank;

}

@Override

public String toString() {

final StringBuffer sb = new StringBuffer(“Person{”);

sb.append(“age=”).append(age);

sb.append(“, name='”).append(name).append(‘’');

sb.append(“, id=”).append(id);

sb.append(“, grade=”).append(grade);

sb.append(“, score=”).append(score);

sb.append(“, rank=”).append(rank);

sb.append(‘}’);

return sb.toString();

}

}

定义好 Person 类之后，我们尝试用 3 种不同的方式来获取 Class 对象，并比较它们是否相同。

package com.cunyu;

/**

• @author : cunyu

• @version : 1.0

• @className : Demo1

• @date : 2021/4/7 23:29

• @description : Class 对象的获取

*/

public class Demo1 {

public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {

// 第一种方式，Class.forName(“全类名”)

Class class1 = Class.forName(“com.cunyu.Person”);

System.out.println(class1);

// 第二种方式，类名.class

Class class2 = Person.class;

System.out.println(class2);

// 第三种方式，对象.getName()

Person person = new Person();

Class class3 = person.getClass();

System.out.println(class3);

// 比较三个对象是否相同

System.out.println(class1 == class2);

System.out.println(class1 == class3);

}

}

上述代码中，会发现最后输出的比较结果返回的是两个 true，说明通过上述三种方式获取的 Class 对象都是同一个，同一个字节码文件（*.class）在一次运行过程中只会被加载一次。

Class 对象的使用

获取成员变量

| 方法 | 说明 |

| :-- | :-- |

| Field[] getFields() | 返回包含一个数组 Field对象反射由此表示的类或接口的所有可访问的公共字段类对象 |

| Field getField(String name) | 返回一个 Field对象，它反映此表示的类或接口的指定公共成员字段类对象 |

| Field[] getDeclaredFields() | 返回的数组 Field对象反映此表示的类或接口声明的所有字段类对象 |

| Field getDeclaredField(String name) | 返回一个 Field对象，它反映此表示的类或接口的指定已声明字段类对象 |

• Field[] getFields()

package com.cunyu;

import java.lang.reflect.Field;

/**

• @author : cunyu

• @version : 1.0

• @className : Demo2

• @date : 2021/4/7 23:39

• @description : Class 对象的使用

*/

public class Demo2 {

public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {

Class class1 = Class.forName(“com.cunyu.Person”);

Field[] fields = class1.getFields();

for (Field field : fields) {

System.out.println(field);

}

}

}

回顾下我们的 Person 类，可以发现 id、grade 成员变量都是被 public 所修饰的，说明该方法是用于获取类中所有被 public 所修饰的成员变量（包括父类）。

• Field getField(String name)

package com.cunyu;

import java.lang.reflect.Field;

/**

• @author : cunyu

• @version : 1.0

• @className : Demo2

• @date : 2021/4/7 23:39

• @description : Class 对象的使用

*/

public class Demo2 {

public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {

Class class1 = Class.forName(“com.cunyu.Person”);

Field field1 = class1.getField(“id”);

System.out.println(field1);

Field field2 = class1.getField(“age”);

System.out.println(field2);

Field field3 = class1.getField(“rank”);

System.out.println(field3);

}

}

从上面的结果分析可知，该方法只能用于获取类中指定名称的 public 所修饰的成员变量，对于 protected、private 所修饰的成员变量，该方法是无法获取的（包括父类）。而获取或设置成员变量值时，可以通过 get/set 方法来操作，具体操作方法如下。

// 假设我们获取到的 Field 为上面的 id，获取和设置 id 的值就可以通过如下操作来进行

// 1. 获取

Field idField = personClass.getField(“id”);

Person person = new Person();

Object idValue = idField.get(person);

System.out.println(“id：” + idValue);

// 2. 设置

idField.set(person, “1312120”);

System.out.println(“person：” + person);

• Field[] getDeclaredFields()

package com.cunyu;

import java.lang.reflect.Field;

/**

• @author : cunyu

• @version : 1.0

• @className : Demo2

• @date : 2021/4/7 23:39

• @description : Class 对象的使用

*/

public class Demo2 {

public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {

Class class1 = Class.forName(“com.cunyu.Person”);

Field[] fields = class1.getDeclaredFields();

for (Field field : fields) {

System.out.println(field);

}

}

}

观察上面的结果可知，该方法可用于获取所有的成员变量，不用考虑修饰符的限制（不包括父类）。

• Field getDeclaredField(String name)

package com.cunyu;

import java.lang.reflect.Field;

/**

• @author : cunyu

• @version : 1.0

• @className : Demo2

• @date : 2021/4/7 23:39

• @description : Class 对象的使用

*/

public class Demo2 {

public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {

Class class1 = Class.forName(“com.cunyu.Person”);

Field field1 = class1.getDeclaredField(“id”);

System.out.println(field1);

Field field3 = class1.getDeclaredField(“rank”);

System.out.println(field3);

Field field2 = class1.getDeclaredField(“age”);

System.out.println(field2);

}

}

观察上面的结果可知，该方法可用于获取指定的成员变量，不用考虑成员变量修饰符的限制（不包括父类）。但是在利用 set、get 方法来获取和设置 private、protected 修饰的成员变量时，需要利用 setAccessible() 来忽略访问全新啊修饰符的安全检查，否则程序将会报错。

获取构造方法

| 方法 | 说明 |

| :-- | :-- |

| Constructor<?>[] getConstructors() | 返回包含一个数组 Constructor对象反射由此表示的类的所有公共构造类对象 |

| Constructor<T> getConstructor(类<?>... parameterTypes) | 返回一个 Constructor 对象，该对象反映 Constructor对象表示的类的指定的公共类函数 |

| Constructor<?>[] getDeclaredConstructors() | 返回一个反映 Constructor 对象表示的类声明的所有 Constructor 对象的数组类 |

| Constructor<T> getDeclaredConstructor(类<?>... parameterTypes) | 返回一个 Constructor 对象，该对象反映 Constructor 对象表示的类或接口的指定类函数 |

package com.cunyu;

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