数据结构 Java数据结构 --- 反射

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反射

1. 反射的定义

Java的反射（reflection）机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意方法和属性，既然能拿到那么，我们就可以修改部分类型信息；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射（reflection）机制。

2. 反射的用途

1、在日常的第三方应用开发过程中，经常会遇到某个类的某个成员变量、方法或是属性是私有的或是只对系统应用开放，这时候就可以利用Java的反射机制通过反射来获取所需的私有成员或是方法 。

2、反射最重要的用途就是开发各种通用框架，比如在spring中，我们将所有的类Bean交给spring容器管理，无论是XML配置Bean还是注解配置，当我们从容器中获取Bean来依赖注入时，容器会读取配置，而配置中给的就是类
的信息，spring根据这些信息，需要创建那些Bean，spring就动态的创建这些类。

3. 反射基本信息

Java程序中许多对象在运行时会出现两种类型：运行时类型(RTTI)和编译时类型，例如

Person p = new Student()；

这句代码中p在编译时类型为Person，运行时类型为Student。程序需要在运行时发现对象和类的真实
信息。而通过使用反射程序就能判断出该对象和类属于哪些类。

4. 反射相关的类

类名用途Class类代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口Field类代表类的成员变量/类的属性Method类代表类的方法Constructor类代表类的构造方法

4.1 Class类

代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口 .

Java文件被编译后，生成了

.class

文件，JVM此时就要去解读

.class

文件 ,被编译后的Java文件

.class

也被JVM解析为一个对象，这个对象就是

java.lang.Class

.这样当程序在运行时，每个类就最终变成了Class类对象的一个实例。我们通过Java的反射机制应用到这个实例，就可以去获得甚至去添加改变这个类的属性和动作，使得这个类成为一个动态的类 .

4.1.1 Class类中的相关方法

常用获得类相关的方法

方法用途getClassLoader()获得类的加载器getDeclaredClasses()返回一个数组，数组中包含该类中所有类和接口类的对象(包括私有的)forName(String className)根据类名返回类的对象newInstance()创建类的实例getName()获得类的完整路径名字

常用获得类中属性相关的方法(以下方法返回值为Field相关)

方法用途getField(String name)获得某个公有的属性对象getFields()获得所有公有的属性对象getDeclaredField(String name)获得某个属性对象getDeclaredFields()获得所有属性对象

获得类中注解相关的方法

方法用途getAnnotation(Class annotationClass)返回该类中与参数类型匹配的公有注解对象getAnnotations()返回该类所有的公有注解对象getDeclaredAnnotation(Class annotationClass)返回该类中与参数类型匹配的所有注解对象getDeclaredAnnotations()返回该类所有的注解对象

获得类中构造器相关的方法（以下方法返回值为Constructor相关）

方法用途getConstructor(Class…<?> parameterTypes)获得该类中与参数类型匹配的公有构造方法getConstructors()获得该类的所有公有构造方法getDeclaredConstructor(Class…<?> parameterTypes)获得该类中与参数类型匹配的构造方法getDeclaredConstructors()获得该类所有构造方法

获得类中方法相关的方法（以下方法返回值为Method相关）

方法用途getMethod(String name, Class…<?> parameterTypes)获得该类某个公有的方法getMethods()获得该类所有公有的方法getDeclaredMethod(String name, Class…<?> parameterTypes)获得该类某个方法getDeclaredMethods()获得该类所有方法

4.2 反射示例

4.2.1 获得Class对象的三种方式

在反射之前，我们需要做的第一步就是先拿到当前需要反射的类的Class对象，然后通过Class对象的核心方法，达到反射的目的，即：在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意方法和属性，既然能拿到那么，我们就可以修改部分类型信息。

第一种，使用 Class.forName(“类的全路径名”); 静态方法。
前提：已明确类的全路径名。

第二种，使用 .class 方法。
说明：仅适合在编译前就已经明确要操作的 Class

第三种，使用类对象的 getClass() 方法

classStudent{//私有属性nameprivate String name ="bit";//公有属性agepublicint age =18;//不带参数的构造方法publicStudent(){
        System.out.println("Student()");}privateStudent(String name,int age){this.name = name;this.age = age;
        System.out.println("Student(String,name)");}privatevoideat(){
        System.out.println("i am eat");}publicvoidsleep(){
        System.out.println("i am pig");}privatevoidfunction(String str){
        System.out.println(str);}@Overridepublic String toString(){return"Student{"+"name='"+ name +'\''+", age="+ age +'}';}}publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[] args)throws ClassNotFoundException {// 第一种，使用 Class.forName("类的全路径名"); 静态方法。
        Class<?> c1 = Class.forName("Student");// 第二种，使用 .class 方法。
        Class<?> c2 = Student.class;// 第三种，使用类对象的 getClass() 方法 (不常用)
        Student student =newStudent();
        Class<?> c3 = student.getClass();

        System.out.println(c1 == c2);// true
        System.out.println(c1 == c3);// true
        System.out.println(c2 == c3);// true}}

4.2.2 反射的使用

注意：所有和反射相关的包都在

import java.lang.reflect

包下面。

4.2.2.1 通过 Class 类的newInstance方法 获取 学生实例

/**
     * 通过 Class 类的newInstance方法 获取 学生实例
     */publicstaticvoidreflectNewInstance(){try{
            Class<?> c1 = Class.forName("Student");

            Student student =(Student) c1.newInstance();
            System.out.println(student);}catch(ClassNotFoundException e){
            e.printStackTrace();}catch(InstantiationException e){
            e.printStackTrace();}catch(IllegalAccessException e){
            e.printStackTrace();}}

4.2.2.2 反射所有的私有的构造方法

publicstaticvoidreflectPrivateConstructor(){try{
            Class<?> c1 = Class.forName("Student");
            Constructor<?> constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);//传的时候要 .class

            constructor.setAccessible(true);// 因为是私有的 所以要改为true

            Student student =(Student) constructor.newInstance("niubi",80);
            System.out.println(student);}catch(ClassNotFoundException e){
            e.printStackTrace();}catch(NoSuchMethodException e){
            e.printStackTrace();}catch(InvocationTargetException e){
            e.printStackTrace();}catch(InstantiationException e){
            e.printStackTrace();}catch(IllegalAccessException e){
            e.printStackTrace();}}

4.2.2.3 反射私有或者公开的属性

publicstaticvoidreflectPrivateField(){try{
            Class<?> c1 = Class.forName("Student");
            Student student =(Student) c1.newInstance();

            Field field = c1.getDeclaredField("name");
            field.setAccessible(true);

            field.set(student,"wang wu");
            System.out.println(student);}catch(ClassNotFoundException e){
            e.printStackTrace();}catch(InstantiationException e){
            e.printStackTrace();}catch(IllegalAccessException e){
            e.printStackTrace();}catch(NoSuchFieldException e){
            e.printStackTrace();}}

4.2.2.4 反射私有方法

publicstaticvoidreflectPrivateMethod(){try{
            Class<?> c1 = Class.forName("Student");
            Student student =(Student) c1.newInstance();

            Method method = c1.getDeclaredMethod("function", String.class);
            method.setAccessible(true);

            method.invoke(student,"牛逼 牛逼 牛逼 私有的方法");}catch(ClassNotFoundException e){
            e.printStackTrace();}catch(InstantiationException e){
            e.printStackTrace();}catch(IllegalAccessException e){
            e.printStackTrace();}catch(NoSuchMethodException e){
            e.printStackTrace();}catch(InvocationTargetException e){
            e.printStackTrace();}}

5. 反射优点和缺点

优点：

1. 对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法
2. 增加程序的灵活性和扩展性，降低耦合性，提高自适应能力
3. 反射已经运用在了很多流行框架如：Struts、Hibernate、Spring 等等。

缺点：

1. 使用反射会有效率问题。会导致程序效率降低。
2. 反射技术绕过了源代码的技术，因而会带来维护问题。反射代码比相应的直接代码更复杂 。