Java注解和反射（四）反射的获取及使用

蔚落 2022-11-04 01:00 193阅读 0赞

## 前言 ##

前面我们讲了反射对象的获取和类的加载过程，接下来我们得讲下如何使用反射的class对象！

##### 一、获取运行时类的结构 #####

通过反射可以获取运行时类的完整结构：  
①FIeld（属性）  
②Method（方法）  
③Constructor（构造器）  
④Superclass（超类）  
⑤Interface（接口）  
⑥Annotation（注解）

**示例代码如下：**  
Person类：

import lombok.Data;
    
    @Data
    public class Person extends Object{ 
        private String name;
        private int high;
        private String like;
        public Integer age;
    
        public Person(){ 
        }
    
        private void priTest(String name){ 
    
        }
        public Person(String name){ 
    
        }
    }

测试代码：

public class test { 
        public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException { 
            Class c1 = Class.forName("com.dbright.Java反射.Person");//forName获取
            Person person = new Person();
            Class c2 = person.getClass();//对象.class获取
            Class c3 = Person.class;//类.对象
    
            //获取类的名字
            System.out.println("c1"+c1.getName());
            System.out.println("c2"+c2.getName());
            System.out.println("c3"+c3.getName());
    
            System.out.println("简单："+c1.getSimpleName());
    
            System.out.println("* ****************************************************");
            //获取类的属性
            Field[] fields = c1.getFields();//只能获取public属性
            for (Field field : fields) { 
                System.out.println("getFields:"+field);
            }
            Field[] fields1 = c1.getDeclaredFields();//获取所有属性
            for (Field field : fields1) { 
                System.out.println("getDeclaredFields:"+field);
            }
            //获取指定名称的属性
            System.out.println("getDeclaredField:"+c1.getDeclaredField("name"));
    
            System.out.println("* ****************************************************");
            //获得类的方法--包含父类的方法
            Method[] methods = c1.getMethods();//只能获得公共方法
            for (Method method : methods) { 
                System.out.println("getMethods:"+method);
            }
            Method[] methods1 = c1.getDeclaredMethods();//获得所有方法
            for (Method method : methods1) { 
                System.out.println("getDeclaredMethods"+method);
            }
            //获得指定方法
            Method method = c1.getMethod("getName",null);//无参直接传个null即可
            Method method1 = c1.getMethod("setName", String.class);//带参传参数的对象即可
            System.out.println("获得指定方法1:"+method);
            System.out.println("获得指定方法2:"+method1);
    
    
            System.out.println("* ****************************************************");
            //获得构造器，注释不再加，和上面一致，公共和私有
            Constructor[] constructors = c1.getConstructors();
            for (Constructor constructor : constructors) { 
                System.out.println("getConstructors:"+constructor);
            }
            Constructor[] constructors1 = c1.getDeclaredConstructors();
            for (Constructor constructor : constructors1) { 
                System.out.println("getDeclaredConstructors:"+constructor);
            }
            //获取指定的构造器--根据参数来确定是哪一个构造器
            System.out.println("获取指定的构造器:"+c1.getConstructor());
            System.out.println("获取指定的构造器:"+c1.getConstructor(String.class));
        }
    }

执行结果：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgyOTQ0Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgyOTQ0Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

##### 二、动态创建对象执行方法 #####

上面介绍了如何通过反射获取类的属性、方法和构造器等。那么如何动态的创建对象并且 **执行** 方法呢？

1、创建类的对象：调用Class对象的newInstance（）方法

*  类必须有一个无参构造器
 *  类的构造器的访问权限需要足够

2、只要在操作的时候明确的调用类中的构造器，并将参数传递进去之后，才可以实例化操作

*  通过Class类的getDeclaredConstructor（Classs … parameterTypes）取得本类的指定形参类型的构造器
 *  像构造器的形参中传递一个对象数组进去，里面包含了构造器中所需的各个参数
 *  通过Constructor实例化对象

3、调用指定的方法：通过反射调用类中的方法，通过Method类完成

*  通过Class类的getMethod（String name，Class … parameterTypes）方法取得一个Method对象，并设置此方法操作时所需要的参数类型
 *  之后使用Object invoke（Object obj，Object\[\] args）进行调用，并向方法中传递要设置的obj对象的参数信息

4、Object invoke（Object obj， Object … args）

*  Object对应原方法的返回值，若原方法无返回值，此时返回null
 *  若原方法为静态方法，此时形参Object obj可为null
 *  若原方法形参列表为空，则Object\[\] args为null
 *  若原方法声明为private，则需要在调用此invoke（）方法前，显式调用方法对象的setAccessible（true）方法，将可访问private的方法

5、setAccessible

*  Method和Field、Constructor对象都有setAccessible（）方法
 *  setAccessible作用是启动和禁止访问安全检查的开关
 *  参数值为true则指示反射的对象在使用时应该取消Java语言访问检查
    
     *  提高反射的效率。如果代码中必须用反射，而该句代码需要频繁的被调 用，那么请设置为true
     *  使得原本无法访问的私有成员也可以访问
 *  参数值为false则指示反射的对象应该实施Java语言访问检查

**代码示例:**  
前置代码：

测试代码：

/** * 通过反射动态的创建对象 */
    public class Test01 { 
        public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException { 
    
            //获得class对象
            Class c = Class.forName("com.dbright.Java反射.Person");
    
            //构造一个对象，本质上是调用了无参构造器
            Person person = (Person) c.newInstance();
            System.out.println("person:"+person);
    
            //通过有参构造器创建对象
            Constructor constructor = c.getDeclaredConstructor(String.class);
            Person person1 = (Person) constructor.newInstance("ding");//需要重写tostring方法
            System.out.println("person1:"+person1);
    
            //通过反射获取和操作方法
            System.out.println("************************************************************");
            Person person2 = (Person) c.newInstance();
            Method setLike = c.getDeclaredMethod("setLike", String.class);
            setLike.invoke(person2,"钓鱼");
            System.out.println("person2:"+person2);
    
            //通过反射操作属性
            System.out.println("************************************************************");
            Person person3 = (Person) c.newInstance();
            Field name = c.getDeclaredField("name");
    
            //关掉权限检测：不能直接操作私有属性，我们需要关闭程序的安全检测，属性或者方法
            name.setAccessible(true);
    
            name.set(person3,"丁大大");
            System.out.println("name:"+name.getName());
    
        }
    }

执行结果：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgyOTQ0Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

## 性能测试： ##

那么这两种方法有什么区别呢？

public class Test02 { 
        public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException { 
            test1();
            test2();
            test3();
        }
    
        /** *普通方式调用 */
        public static void test1(){ 
            Person person = new Person();
    
            //获取当前系统时间
            long startTime = System.currentTimeMillis();
            for (int i=0; i<2000000000; i++){ 
                person.getName();
            }
            long endTime = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("普通方式调用所需时间："+(endTime-startTime)+"ms");
        }
        /** *反射方式调用 */
        public static void test2() throws NoSuchMethodException { 
            Person person = new Person();
            Class c = person.getClass();
            Method getName = c.getDeclaredMethod("getName",null);
            //获取当前系统时间
            long startTime = System.currentTimeMillis();
            for (int i=0; i<2000000000; i++){ 
                getName.getName();
            }
            long endTime = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("普通方式调用所需时间："+(endTime-startTime)+"ms");
        }
        /** *反射方式调用 关闭检测 */
        public static void test3() throws NoSuchMethodException { 
            Person person = new Person();
            Class c = person.getClass();
            Method getName = c.getDeclaredMethod("getName",null);
            //获取当前系统时间
            long startTime = System.currentTimeMillis();
            getName.setAccessible(true);//关闭安全检测
            for (int i=0; i<2000000000; i++){ 
                getName.getName();
            }
            long endTime = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("普通方式调用所需时间："+(endTime-startTime)+"ms");
        }
    
    }

执行结果如下：

![在这里插入图片描述][20210301185403343.png]  
**结论：** 使用反射调用时效率比较低，如果需要频繁使用反射调用的前提，请关闭安全检测！！！

##### 三、反射操作泛型 #####

*  Java采用泛型擦出的机制来引入泛型，Java中的泛型仅仅是给编译器javac使用的，确保数据的安全性和免去强制类型转换问题，但是，一旦编译完成，所有和泛型有关的类型全部擦除
 *  为了通过反射操作这些类型，Java新增了ParameterizedType，GenericArrayType，TypeVariable和WildcardType几种类型来代表不能被归一到Class类中的类型但是又和原始类型齐名的类型
    
     *  ParameterizedType：表示一种参数化类型，比如Collection
     *  GenericArrayType：表示一种元素类型是参数化类型或者类型变量的数组类型
     *  TypeVariable：是各种类型变量的公共夫接口
     *  WildcardType：代表一种通配符类型表达式

测试代码如下：

public class Test03 { 
        //通过反射获取泛型
            public void test01(Map<String, Person> map, List<Person> list){ 
                System.out.println("test01");
            }
    
            public Map<String, Person> test02(){ 
                System.out.println("test02");
                return null;
            }
    
            public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException { 
                Method method = Test03.class.getMethod("test01", Map.class, List.class);
    
                Type[] geners = method.getGenericParameterTypes();
    
                for (Type gener : geners) { 
                    System.out.println("*" + gener);
                    if (gener instanceof ParameterizedType){ 
                        Type[] actuals = ((ParameterizedType)gener).getActualTypeArguments();
                        for (Type actual : actuals) { 
                            System.out.println(actual);
                        }
                    }
                }
    
                method = Test03.class.getMethod("test02", null);
                Type geners1 = method.getGenericReturnType();
    
                if (geners1 instanceof ParameterizedType){ 
                    Type[] actuals = ((ParameterizedType)geners1).getActualTypeArguments();
                    for (Type actual : actuals) { 
                        System.out.println(actual);
                    }
                }
            }
    }

执行结果：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgyOTQ0Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

##### 四、反射操作注解 #####

前面我们学习了注解，接下来就看下注解和反射怎么使用？

public class Test04 { 
        public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException { 
            Class c = Person1.class;
    
            //通过反射获取注解
            Annotation[] annotations = c.getAnnotations();
            for (Annotation annotation : annotations) { 
                System.out.println("annotation:"+annotation);
            }
    
            //获取注解的value的值
            classAno classAno1 = (classAno) c.getAnnotation(classAno.class);
            String value = classAno1.value();
            System.out.println("value:"+value);
    
            //获得类的指定注解
            Field field = c.getDeclaredField("name");
            methodAno methodAno1 = field.getAnnotation(methodAno.class);
            System.out.println("name:"+methodAno1.name());
            System.out.println("type:"+methodAno1.type());
            System.out.println("length:"+methodAno1.length());
        }
    }
    
    /** * 测试类 */
    @Data
    @classAno("Person1")
    class Person1{ 
        @methodAno(name = "丁大大",type = "超人类",length = 2)
        private String name;
        private int high;
        private String like;
        public Integer age;
    }
    
    @Target(ElementType.TYPE)
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @interface classAno{ 
        String value();
    }
    
    @Target(ElementType.FIELD)
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @interface methodAno{ 
        String name();
        String type();
        int length();
    }

执行结果：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgyOTQ0Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

### 四、总结： ###

第一遍看完可能有点懵，多看几遍加深理解吧！  
在实际项目中多多使用，看看框架的底层加强自身的理解，冰冻三尺非一日之寒，有个大概的理解和印象即可！后面在实际中逐渐加强理解，这样才能融会贯通！

Java注解和反射扩展：[Java注解和反射学习汇总][Java]

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[Java]: https://blog.csdn.net/weixin_43829443/article/details/114089405