什么是反射

反射 (Reflection) 是Java的特征之一，它允許運(yùn)行中的Java程序獲取自身的信息，并且可以操作類或?qū)ο蟮膬?nèi)部屬性。

通俗的來講就是：通過反射機(jī)制，可以在運(yùn)行時(shí)獲得程序或程序集中每一個(gè)類型的成員和成員的信息。

注意這里的重點(diǎn)是：運(yùn)行時(shí)，而不是編譯時(shí)。我們常規(guī)情況下寫的對(duì)象類型都是在編譯期就確定下來的。而Java反射機(jī)制可以動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建對(duì)象并調(diào)用其屬性，這樣創(chuàng)建對(duì)象的方式便異常靈活了。

雖然通過反射可以動(dòng)態(tài)的創(chuàng)建對(duì)象，增加了靈活性，但也不是什么地方都可用，還要考慮性能、編碼量、安全、面向?qū)ο笮缘取?/p>

我們知道Java是面向?qū)ο蟮?，如果通過反射機(jī)制去操作對(duì)象里面的屬性或方法，一定程度上破壞了面向?qū)ο蟮奶匦?。同時(shí)，通過反射機(jī)制還可以修改私有變量，也存在一定的安全性問題。

但這并不影響反射在實(shí)踐中的應(yīng)用，幾乎各大框架多多少少都在使用Java反射機(jī)制。特別是主流的Spring框架。

功能及用途

Java反射主要提供以下功能：

在運(yùn)行時(shí)判斷任意一個(gè)對(duì)象所屬的類；
在運(yùn)行時(shí)構(gòu)造任意一個(gè)類的對(duì)象；
在運(yùn)行時(shí)判斷任意一個(gè)類所具有的成員變量和方法（通過反射甚至可以調(diào)用private方法）；
在運(yùn)行時(shí)調(diào)用任意一個(gè)對(duì)象的方法

反射最重要的用途之一就是開發(fā)各類通用框架。以Spring為例，當(dāng)基于XML進(jìn)行配置Bean時(shí)，我們通常寫如下代碼：

<bean class="com.choupangxia.UserServiceImpl">
</bean>

Spring在啟動(dòng)的時(shí)候便會(huì)利用反射機(jī)制去加載對(duì)應(yīng)的UserServiceImpl類，然后進(jìn)行實(shí)例化。如果不存在該類則會(huì)拋出異常，通常異常中還會(huì)出現(xiàn)invoke方法調(diào)用的堆棧信息。

當(dāng)Spring基于注解去實(shí)例化對(duì)象時(shí)，同樣利用的是反射機(jī)制。下面通過一個(gè)簡(jiǎn)單demo示例，演示一下如何通過反射獲得注解信息：

static void initUser(User user) throws IllegalAccessException {

 // 獲取User類中所有的屬性(getFields無法獲得private屬性)
 Field[] fields = User.class.getDeclaredFields();

 // 遍歷所有屬性
 for (Field field : fields) {
  // 如果屬性上有此注解，則進(jìn)行賦值操作
  if (field.isAnnotationPresent(InitSex.class)) {
   InitSex init = field.getAnnotation(InitSex.class);
   field.setAccessible(true);
   // 設(shè)置屬性的性別值
   field.set(user, init.sex().toString());
   System.out.println("完成屬性值的修改，修改值為:" + init.sex().toString());
  }
 }
}

更多關(guān)于Java反射的例子我們就不多說了。上面的示例現(xiàn)在看不懂也沒關(guān)系，下面我們就來詳細(xì)介紹一下Java反射機(jī)制的具體使用。

簡(jiǎn)單示例

我們通過一個(gè)簡(jiǎn)單的示例對(duì)比，來了解一下Java反射機(jī)制。首先來看正常情況下創(chuàng)建對(duì)象并使用對(duì)象的示例：

User user = new User();
user.setUsername("公眾號(hào)：程序新視界");
user.setAge(3);

那么，當(dāng)基于反射機(jī)制來達(dá)到統(tǒng)一效果該怎么做呢？看下面的具體實(shí)現(xiàn)：

@Test
public void testCreateReflect() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException,
  InvocationTargetException, InstantiationException {
 // 獲取User所對(duì)應(yīng)的Class對(duì)象
 Class clz = Class.forName("com.choupangxia.reflect.User");
 // 獲取User類無參數(shù)的構(gòu)造器
 Constructor constructor = clz.getConstructor();
 // 通過構(gòu)造器創(chuàng)建User對(duì)象
 User user = (User) constructor.newInstance();
 user.setUsername("公眾號(hào)：程序新視界");
 user.setAge(3);
 System.out.println("username=" + user.getUsername());
 System.out.println("age=" + user.getAge());
}

在上述過程中通過Class.forName獲得User所對(duì)應(yīng)的Class對(duì)象，獲得構(gòu)造器Constructor，通過構(gòu)造器創(chuàng)建出來一個(gè)User對(duì)象，然后調(diào)用對(duì)應(yīng)的方法。

當(dāng)然，后面的步驟中也可以完全不出現(xiàn)User類，直接通過Class對(duì)象獲得對(duì)應(yīng)的Method進(jìn)行調(diào)用。示例如下：

Method setUsernameMethod = clz.getMethod("setUsername", String.class);
Method setAgeMethod = clz.getMethod("setAge", int.class);

setUsernameMethod.invoke(obj,"公眾號(hào)：程序新視界");
setAgeMethod.invoke(obj,3);

關(guān)于get方法也是如此操作，就不再贅述。

經(jīng)過上面的實(shí)例我們已經(jīng)能夠正常創(chuàng)建對(duì)象，并使用對(duì)象了。下面就看看反射常用的API，通過這些API我們可以實(shí)現(xiàn)更多的更復(fù)雜的功能。

反射常用API

獲取Class對(duì)象的三種方法

第一種方法：當(dāng)你知道類的全路徑名時(shí)，可使用Class.forName靜態(tài)方法來獲得Class對(duì)象。上面的示例就是通過這種方法獲得：

Class clz = Class.forName("com.choupangxia.reflect.User");

第二種方法：通過“.class”獲得。前提條件是在編譯前就能夠拿到對(duì)應(yīng)的類。

Class clz = User.class;

第三種：使用類對(duì)象的getClass()方法。

User user = new User();
Class clz = user.getClass();

創(chuàng)建對(duì)象的兩種方法

可以通過Class對(duì)象的newInstance()方法和通過Constructor 對(duì)象的newInstance()方法創(chuàng)建類的實(shí)例對(duì)象。

第一種：通過Class對(duì)象的newInstance()方法。

Class clz = User.class;
User user = (User) clz.newInstance();

第二種：通過Constructor對(duì)象的newInstance()方法。

Class clz = Class.forName("com.choupangxia.reflect.User");
Constructor constructor = clz.getConstructor();
User user = (User) constructor.newInstance();

其中第二種方法創(chuàng)建類對(duì)象可以選擇特定構(gòu)造方法，而通過 Class對(duì)象則只能使用默認(rèn)的無參數(shù)構(gòu)造方法。

Class clz = User.class;
Constructor constructor = clz.getConstructor(String.class);
User user = (User) constructor.newInstance("公眾號(hào)：程序新視界");

獲取類屬性、方法、構(gòu)造器
通過Class對(duì)象的getFields()方法獲取非私有屬性。

Field[] fields = clz.getFields();
for(Field field : fields){
 System.out.println(field.getName());
}

上述實(shí)例中的User對(duì)象屬性都是private，無法直接通過上述方法獲取，可將其中一個(gè)屬性改為public，即可獲取。

通過Class對(duì)象的getDeclaredFields()方法獲取所有屬性。

Field[] fields = clz.getDeclaredFields();
for(Field field : fields){
 System.out.println(field.getName());
}

執(zhí)行打印結(jié)果：

username
age

當(dāng)然針對(duì)屬性的其他值也是可以獲取的，針對(duì)私有屬性的修改需要先調(diào)用field.setAccessible(true)方法，然后再進(jìn)行賦值。關(guān)于具體應(yīng)用，回頭看我們最開始關(guān)于注解的實(shí)例中的使用。

獲取方法的示例如下：

Method[] methods = clz.getMethods();
for(Method method : methods){
 System.out.println(method.getName());
}

打印結(jié)果：

setUsername
setAge
getUsername
getAge
wait
wait
wait
equals
toString
hashCode
getClass
notify
notifyAll

可以看到，不僅獲取到了當(dāng)前類的方法，還獲取到了該類父類Object類中定義的方法。

關(guān)于獲取構(gòu)造器的方法上面已經(jīng)講到了，就不再贅述。而上述的這些方法在Class中都有相應(yīng)的重載的方法，可根據(jù)具體情況進(jìn)行靈活使用。

利用反射創(chuàng)建數(shù)組

最后，我們?cè)倏匆粋€(gè)通過反射創(chuàng)建數(shù)組的實(shí)例。

@Test
public void createArray() throws ClassNotFoundException {
 Class<?> cls = Class.forName("java.lang.String");
 Object array = Array.newInstance(cls,5);
 // 向數(shù)組添加內(nèi)容
 Array.set(array,0,"Hello");
 Array.set(array,1,"公眾號(hào)");
 Array.set(array,2,"程序新視界");
 Array.set(array,3,"二師兄");
 Array.set(array,4,"Java");
 // 獲取數(shù)組中指定位置的內(nèi)容
 System.out.println(Array.get(array,2));
}

小結(jié)

想必經(jīng)過上述的學(xué)習(xí)，對(duì)Java反射機(jī)制有了更進(jìn)一步的了解，在最開始我們已經(jīng)說了反射機(jī)制也是有不足的。因此，如果可能盡量使用正統(tǒng)的寫法，但如果你在開發(fā)通用框架，則可考慮使用。

以上就是全面了解Java反射機(jī)制的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java反射機(jī)制的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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