Java反射原理及其使用

我不是女神ヾ 2022-04-23 11:36 265阅读 0赞

# 导语 #

> 反射是一种具有与Java类进行动态交互能力的一种机制，在Java和Android开发中，一般需要访问隐藏属性或者调用方法改变程序原来的逻辑时会用到，这个比较常见，由于一些原因，系统并没有开放一些接口出来，这个时候利用反射是一个有效的解决方法，这个下文会有案例去讲；另外常见的注解框架也是在运行时利用反射机制来获取的。在模块化和插件化开发中更离不开反射，离开了反射它什么也做不了。

# 一、定义 #

关于反射的定义，已经成文的是这样介绍：

> Java的反射机制是在运行的状态中，对于任意一个类，都能够这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用任何方法和属性；像这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能成为Java的反射机制。

这段话说的是简介精辟，算上对反射的总结了。那我们发现有几个强调词，“运行”、“任意”、“动态”等，为什么用这几个词来形容呢?我换句话来解释，因为是在程序运行状态下才会把类加载到Java虚拟机的内存中，这属于类的动态加载，并非发生在编译时候，所以，也就可以把内存中不存在的任意类动态加载进来，并且可以获取和修改任意类的信息。总之，在运行状态下利用反射可以动态的和任意类进行交互。

# 二、组成使用 #

关系组成图：  
![SouthEast][]

> java.lang.Class.java：   类对象；  
> java.lang.reflect.Constructor.java： 类构造器；（注意：反射的类必须有构造函数！！！）  
> java.lang.reflect.Method.java：   类方法；  
> java.lang.reflect.Field.java：   类属性；

1、反射获取类的实例化对象：（三种方法）

Class<?> cls=Class.forName("com.fanshe.Person"); //forName(包名.类名)
    Person p=(Person)cls.newInstance();
    或
    Person p = new Person();
    Class<?> cls=p.getClass();
    Person p2=(Person)cls.newInstance();
    或
    Class<?> cls=Person.Class();
    Person p=(Person)cls.newInstance();

2、反射获取类的构造器：

Constructor constructors = cls.getDeclaredConstructor(String.class);//参数根据类的构造，这里假设包含String类型
    Object newclass = constructors.newInstance("构造实例并赋值");

3、反射获取类的方法和返回值：

Method getMethod = cls.getDeclaredMethod(methodName);//传入方法名
    Object invokeMethod =getMethod.invoke(newclass);//传入实例值
    静态方法不用借助实例 
    Method getMethod = cls.getDeclaredMethod(methodName);
    Object invokeMethod =getMethod.invoke(null);

4、反射获取类的属性的值：

Field getField = cls.getDeclaredField(fieldName);//传入属性名
    Object getValue =getField.get(newclass);//传入实例值
    静态属性不用借助实例 
    Field getField = cls.getDeclaredField(fieldName);
    Object getValue =getField.get(null);

#    三、工作原理     #

我们知道，Java的每个.class文件里承载了类的所有信息内容，包含基佬父类、接口、属性、构造、方法等；这些class文件会在程序运行状态下通过ClassLoad类机制加载到虚拟机内存中并产生一个对象实例，然后这个对象就可以对这块内存地址进行引用；一般我们通过New一个对象创建就行，而利用反射我们通过JVM查找并指定加载的类名，就可以创建对象实例，而在java中，类的对象被实例化可以在内存中被引用时，就可以获取该类的所有信息，就也就是不成文的规矩吧。

# 四、小案例     #

看完了前面的讲解，我们再来看一个小案例来加深认识，一起实践一下。

public class Student {
        private int age;
        private String name;
        private static String mStatic;//静态属性
        /**
         * 无参构造
         */
        public Student() {
            throw new IllegalAccessError("使用默认构造函数会报错");
        }
        /**
         * 有参构造
         * @param age 年龄
         * @param name 姓名
         */
        private Student(int age, String name) {
            this.age = age;
            this.name = name;
            mStatic = "静态反射";
        }
        private String getName() {
            return name;
        }
        /**
         * 静态带返回值方法
         * @return String
         */
        private static String getTest() {
            return mStatic;
        }
    }

这个类用到了Private私有修饰，包含带参构造函数、普通属性和静态属性，以及静态方法。

public void Student() throws Exception{
        Class<?> clazz = Class.forName("com.example.javafanshe.Student");
        Constructor constructors = clazz.getDeclaredConstructor(int.class, String.class);
        constructors.setAccessible(true);//可访问私有为true
        //利用构造器生成对象
        Object mStudent = constructors.newInstance(22, "大头");
        Log.d("log","构造器是否报错："+mStudent.toString());
        //获取隐藏的int属性
        Field mField = clazz.getDeclaredField("age");
        mField.setAccessible(true);
        int age = (int) mField.get(mStudent);
        Log.d("log","年龄为:"+age);
        //调用隐藏的方法
        Method getMethod = clazz.getDeclaredMethod("getName");
        getMethod.setAccessible(true);
        String newname = (String) getMethod.invoke(mStudent);
        Log.d("log","名字为:"+newname);
        //调用静态方法
        Method getStaticMethod = clazz.getDeclaredMethod("mStatic");
        getStaticMethod.setAccessible(true);
        String result = (String) getStaticMethod.invoke(null);
        Log.d("log","调用静态方法:"+result);
    }

结果日志Log如下：

>  01-12 19:17:00.282 31564-31564/? D/log: 构造器是否报错：com.example.javafanshe.Student@42055ca0  
> 01-12 19:17:00.282 31564-31564/? D/log: 年龄为:22  
> 01-12 19:17:00.282 31564-31564/? D/log: 名字为:大头  
> 01-12 19:17:00.282 31564-31564/? D/log: 调用静态方法:静态反射

# 五、总结 #

写到这里，关于反射的介绍和使用都讲的差不多了，算是适合初学者比较轻松的认识反射吧，当然反射的使用远没有上面案例那么简单，实际使用还得需要多规范的组织一下，不能只为了实现功能，不顾代码的可读性和可维护性。另外，最好多用public来修饰，以防兼容版本风险，还有第三方开源的项目也要注意，不知道哪里突然维护修理了源码，也会出现兼容问题。

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