【详解】Java反射机制（打穿封装）

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目录

定义：

用途：

反射基本信息：

反射相关的类（important）：

Class类(反射机制的起源 )

Class类中的相关方法：

常用获得类相关的方法（重要）

常用获得类中属性相关的方法（重要）

获得类中注解相关的方法（了解）

获得类中构造器相关的方法（重要）

获得该类所有构造方法（重要）

反射示例：

获得Class对象的三种方式

反射的使用：

反射--创建对象

反射--调用私有的构造方法

反射--私有属性 

反射--私有方法

反射优点和缺点  

优点：

缺点： 

重点总结：

结语：

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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语言的反射机制。

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。

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。

反射相关的类（important）：

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

Class类(反射机制的起源 )

代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口. Class的官方文档：Class文档

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java文件就最终变成了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 .（如果觉得抽象没关系看下面演示后再看这个就明白了😎😎😎）

Class类中的相关方法：

常用获得类相关的方法（重要）

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（重要）

Field的官方文档：Field官方文档

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（了解）

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（重要）

Constructor的官方文档：Constructor官方文档

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

获得该类所有构造方法（重要）

Method的官方文档：Method官方文档

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

反射示例：

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：

使用类对象的 getClass() 方法

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 Class.forName("类的全路径名"); 静态方法。 前提：已明确类的全路径名。

注意这里是类的全路径，如果有包需要加包的路径例如（domo1.Student）.

要声明异常。

其中第三种使用的最多如果大家要记得话就记下第三种。

class Student{    public int age = 10;    private String name = "gobeyye";}public class Main {    public static void main(String[] args) {        Student s1 = new Student();        //第一种        Class c1= s1.getClass();        //第二种        Class c2 = Student.class;        //第三种        Class c3 = null;        try{            c3 = Class.forName("Student");        } catch (ClassNotFoundException e) {            throw new RuntimeException(e);        }        System.out.println(c1 == c2);        System.out.println(c1 == c3);        System.out.println(c2 == c3);    }}

上面的代码运行结果如下：

都为true且在==的比较情况下，这说明：一个类在 JVM 中只会有一个 Class 实例。

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。

我们主要运用反射来进行创建类的实例和调用被private修饰的构造方法，方法和成员变量。

为了方便理解下面给出Student类的实现图片💕💕💕。

反射--创建对象

具体创建过程如下，这个不用记忆有用到的时候查资料知道怎么用即可。

下面有些方法是上面表格给出的如果不太了解的话可以向上翻。

public static void reflectNewInstance(){        try{            Class<?> classStudent = Class.forName("Student");            Object objectStudent = classStudent.newInstance();            Student student = (Student)objectStudent;            System.out.println(student);        } catch (ClassNotFoundException e) {            throw new RuntimeException(e);        } catch (InstantiationException e) {            throw new RuntimeException(e);        } catch (IllegalAccessException e) {            throw new RuntimeException(e);        }    }    public static void main(String[] args) {        reflectNewInstance();    }

结果如下：可以发现我们成功通过反射创建了一个Student对象。 

不要怕抛了这么多异常，这个编译器有快捷键的不需要我们自己写。如下图我们把鼠标放到报错处等弹出如下界面是按下Alt + Shift + Enter键即可快速catch异常。

反射--调用私有的构造方法

具体过程如下：

和上面一样看着异常很多我们可以直接使用快捷键快速完成，不用记忆这个一般都是在项目里面才会用到，比赛不会有这些东西考试大概率也不会。

eclaredConstructorStudent.setAccessible(true);

这个代码在后续演示中会经常看到因为基本上用到private修饰的东西要用反射来调用的话都要把它设置为true这个方法可以查阅方法库双击shift即可查看。

至于

String.class,int.class

后面为什么要加.class这是语法规定。

public static void reflectPrivateConstructor(){        try{            Class<?> classStudent = Class.forName("Student");            Constructor<?> declaredConstructorStudent = classStudent.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);            declaredConstructorStudent.setAccessible(true);            Object objectStudent = declaredConstructorStudent.newInstance("go",20);            Student student = (Student)objectStudent;            System.out.println(student);        } catch (ClassNotFoundException e) {            throw new RuntimeException(e);        } catch (NoSuchMethodException e) {            throw new RuntimeException(e);        } catch (InvocationTargetException e) {            throw new RuntimeException(e);        } catch (InstantiationException e) {            throw new RuntimeException(e);        } catch (IllegalAccessException e) {            throw new RuntimeException(e);        }    }    public static void main(String[] args) {        reflectPrivateConstructor();    }

结果如下：上面这所以会打印Student(String,name)可以看看我前面给出的Student类的图，加上这个是为了证明private的带参数的构造方法被成功调用，显然可以被调用👍👍👍。

反射--私有属性 

改变被private修饰的成员变量的值。

后续在私有属性这里会经常调用到set方法，为了防止友友们疑惑这里声明这个set是人家自带的。

 具体演示如下：

classStudent.getDeclaredField("name");

传入要设置成员变量的标识符。

public static void reflectPrivateField(){        try{            Student student = new Student();            Class<?> classStudent = Class.forName("Student");            Field field = classStudent.getDeclaredField("name");            field.setAccessible(true);            field.set(student,"gobey");            System.out.println(student);        } catch (ClassNotFoundException e) {            throw new RuntimeException(e);        } catch (NoSuchFieldException e) {            throw new RuntimeException(e);        } catch (IllegalAccessException e) {            throw new RuntimeException(e);        }    }    public static void main(String[] args) {        reflectPrivateField();    }

结果如下：

可以发现在用println打印student时我们name成员变量的值成功被修改👌👌👌。

反射--私有方法

具体演示如下：

在这个方法中我们第一个参数传入的是我们要调用的方法名称，后面的参数是我们方法的参数，由于我们function方法只有一个String参数故我们传入一个String类型即可但是一定要记得后面要加一个.class后缀这是语法。 

invoke就是用来调用对应方法的。对应源码如下图：

代码如下： 

public static void reflectPrivateMethod(){        try{            Class<?> classStudent = Class.forName("Student");            Method methodStudent = classStudent.getDeclaredMethod("function", String.class);            methodStudent.setAccessible(true);            Object objectStudent = classStudent.newInstance();            Student student = (Student)objectStudent;            methodStudent.invoke(student,"hehehehe");        } catch (ClassNotFoundException e) {            throw new RuntimeException(e);        } catch (NoSuchMethodException e) {            throw new RuntimeException(e);        } catch (InstantiationException e) {            throw new RuntimeException(e);        } catch (IllegalAccessException e) {            throw new RuntimeException(e);        } catch (InvocationTargetException e) {            throw new RuntimeException(e);        }    }    public static void main(String[] args) {        reflectPrivateMethod();    }

 对应结果如下：可以看到被private修饰的方法成功被调用。

到这里我们反射常用的四个方式已经全部演示完毕，希望友友们自己可以试着实现一下，这个不是很难的👍👍👍。 

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 。

重点总结：

1. 反射的意义。

2. 反射重要的几个类： Class类 、Field类、 Method类、 Constructor类。

3. 学会合理利用反射，一定要在安全环境下使用。

结语：

其实写博客不仅仅是为了教大家，同时这也有利于我巩固知识点，和做一个学习的总结，由于作者水平有限，对文章有任何问题还请指出，非常感谢。如果大家有所收获的话还请不要吝啬你们的点赞收藏和关注，这可以激励我写出更加优秀的文章。

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