java 反射方法（java反射原理）

1.反射相关概念

• 反射：是指程序可以访问、检测和修改它本身状态或行为的一种能力；
• 反射让开发人员可以通过外部类的全路径名创建对象，并使用这些类，实现一些扩展的功能；
• 反射让开发人员可以枚举出类的全部成员，包括构造函数、属性、方法。以帮助开发者写出正确的代码；
• 测试时可以利用反射 API 访问类的私有成员，以保证测试代码覆盖率；

2.反射的API

• Field 类：提供有关类的属性信息，以及对它的动态访问权限；它是一个封装反射类的属性的类；
• constructor 类：提供有关类的构造方法的信息，以及对它的动态访问权限；它是一个封装反射类的构造方法的类；
• method 类：提供关于类的方法的信息，包括抽象方法；它是用来封装反射类方法的一个类；
• Class 类：表示正在运行的 java 应用程序中的类的实例；
• Object 类：Object 是所有 Java 类的父类。所有对象都默认实现了 Object 类的方法；

3.反射的使用

1. 获取Class对象

• 第一种方法是通过类的全路径字符串获取 Class 对象；
• 第二种方法有限制条件：需要导入类的包；
• 第三种方法已经有了 Student 对象，不再需要反射；

// 1.通过字符串获取Class对象，这个字符串必须带上完整路径名Class studentClass = Class.forName("com.test.reflection.Student");// 2.通过类的class属性Class studentClass2 = Student.class;// 3.通过对象的getClass()函数Student studentObject = new Student();Class studentClass3 = studentObject.getClass();System.out.println("class1 = " studentClass "\n" "class2 = " studentClass2 "\n" "class3 = " studentClass3 "\n" "class1 == class2 ? " (studentClass == studentClass2) "\n" "class2 == class3 ? " (studentClass2 == studentClass3));class1 = class com.test.reflection.Studentclass2 = class com.test.reflection.Studentclass3 = class com.test.reflection.Studentclass1 == class2 ? trueclass2 == class3 ? true

2. 获取成员变量

• getDeclaredFields：用于获取所有声明的字段，包括公有字段和私有字段；
• getFields：仅用来获取公有字段；

// 1.获取所有声明的字段Field[] declaredFieldList = studentClass.getDeclaredFields();for (Field declaredField : declaredFieldList) { System.out.println("declared Field: " declaredField);}// 2.获取所有公有的字段Field[] fieldList = studentClass.getFields();for (Field field : fieldList) { System.out.println("field: " field);}declared Field: private java.lang.String com.test.reflection.Student.studentNamedeclared Field: public int com.test.reflection.Student.studentAgefield: public int com.test.reflection.Student.studentAge

3. 获取泛型类型

• 获取成员变量的泛型类型

Field field=MyClass.class.getField("stringList");Type genericsFieldType=field.getGenericType();if(genericsFieldType instanceof ParameterizedType){ ParameterizedType parameterizedType=(ParameterizedType) genericsFieldType; Type[] fieldArgTypes=parameterizedType.getActualTypeArguments(); for (Type fieldArgType:fieldArgTypes){ Class fieldArgClass=(Class) fieldArgType; System.out.println("泛型字段的类型：" fieldArgClass); }}

• 获取方法参数的泛型类型

Method method=MyClass.class.getMethod("setList",List.class);Type[] genericParameterTypes=method.getGenericParameterTypes();for (Type genericType:genericParameterTypes){ if(genericType instanceof ParameterizedType){ ParameterizedType parameterizedType=(ParameterizedType)genericType; Type[] types= parameterizedType.getActualTypeArguments(); for (Type type:types){ Class realType=(Class) type; System.out.println("方法参数的类型：" realType); } }}

• 获取方法返回值的泛型类型

Method method=MyClass.class.getMethod("getStringList",null);System.out.println(method.getReturnType());Type retrunType=method.getGenericReturnType();System.out.println(retrunType);if(retrunType instanceof ParameterizedType){ ParameterizedType type=(ParameterizedType)retrunType; Type[] typeArguments=type.getActualTypeArguments(); for(Type typeArgument:typeArguments){ Class typeArgClass=(Class)typeArgument; System.out.println("泛型类型：" typeArgClass); }}

4. 获取构造方法

• getDeclaredConstructors：用于获取所有构造方法；
• getConstructors：用于获取公有构造方法；

// 1.获取所有声明的构造方法Constructor[] declaredConstructorList = studentClass.getDeclaredConstructors();for (Constructor declaredConstructor : declaredConstructorList) { System.out.println("declared Constructor: " declaredConstructor);}// 2.获取所有公有的构造方法Constructor[] constructorList = studentClass.getConstructors();for (Constructor constructor : constructorList) { System.out.println("constructor: " constructor);}declared Constructor: public com.test.reflection.Student()declared Constructor: private com.test.reflection.Student(java.lang.String)constructor: public com.test.reflection.Student()

5. 获取非构造方法

• getDeclaredMethods ：获取所有声明的非构造方法；
• getMethods：仅获取公有非构造方法；

// 1.获取所有声明的函数Method[] declaredMethodList = studentClass.getDeclaredMethods();for (Method declaredMethod : declaredMethodList) { System.out.println("declared Method: " declaredMethod);}// 2.获取所有公有的函数Method[] methodList = studentClass.getMethods();for (Method method : methodList) { System.out.println("method: " method);}declared Method: public void com.test.reflection.Student.setStudentAge(int)declared Method: private java.lang.String com.test.reflection.Student.show(java.lang.String)method: public void com.test.reflection.Student.setStudentAge(int)method: public final void java.lang.Object.wait(long,int) throws java.lang.InterruptedExceptionmethod: public final native void java.lang.Object.wait(long) throws java.lang.InterruptedExceptionmethod: public final void java.lang.Object.wait() throws java.lang.InterruptedExceptionmethod: public boolean java.lang.Object.equals(java.lang.Object)method: public java.lang.String java.lang.Object.toString()method: public native int java.lang.Object.hashCode()method: public final native java.lang.Class java.lang.Object.getClass()method: public final native void java.lang.Object.notify()method: public final native void java.lang.Object.notifyAll()

6. 示例

// 1.通过字符串获取Class对象，这个字符串必须带上完整路径名Class studentClass = Class.forName("com.test.reflection.Student");// 2.获取声明的构造方法，传入所需参数的类名，如果有多个参数，用','连接即可Constructor studentConstructor = studentClass.getDeclaredConstructor(String.class);// 如果是私有的构造方法，需要调用下面这一行代码使其可使用，公有的构造方法则不需要下面这一行代码studentConstructor.setAccessible(true);// 使用构造方法的newInstance方法创建对象，传入构造方法所需参数，如果有多个参数，用','连接即可Object student = studentConstructor.newInstance("NameA");// 3.获取声明的字段，传入字段名Field studentAgeField = studentClass.getDeclaredField("studentAge");// 如果是私有的字段，需要调用下面这一行代码使其可使用，公有的字段则不需要下面这一行代码// studentAgeField.setAccessible(true);// 使用字段的set方法设置字段值，传入此对象以及参数值studentAgeField.set(student,10);// 4.获取声明的函数，传入所需参数的类名，如果有多个参数，用','连接即可Method studentShowMethod = studentClass.getDeclaredMethod("show",String.class);// 如果是私有的函数，需要调用下面这一行代码使其可使用，公有的函数则不需要下面这一行代码studentShowMethod.setAccessible(true);// 使用函数的invoke方法调用此函数，传入此对象以及函数所需参数，如果有多个参数，用','连接即可。函数会返回一个Object对象，使用强制类型转换转成实际类型即可Object result = studentShowMethod.invoke(student,"message");

4.反射机制原理

1. 总体流程

• 准备阶段：编译期装载所有的类，将每个类的元信息保存至Class类对象中，每一个类对应一个Class对象；
• 获取Class对象：调用x.class/x.getClass()/Class.forName() 获取x的Class对象clz（这些方法的底层都是native方法）
• 进行实际反射操作：通过clz对象获取Field/Method/Constructor对象进行进一步操作；

2. 通过Class获取Field/Method/Constructor

• Class类中包含的ReflectionData，用于保存反射操作的基本类型；

• 以Field的获取为例进行探究，先看看getDeclaredField；

• 内部调用了privateGetDeclaredFields方法；

• 获取到的Method如何调用Method对象通过MethodAcessor的invoke调用方法
• ；通过反射工厂生成MethodAcessor对象；
• 生成NativeMethodAcessorImpl，最终由DelegatingMethodAccessorImpl代理 ；
• 调用时先进入的是DelegatingMethodAccessorImpl的invoke方法；DelegatingMethodAcessorImpl是代理对象，实质上最终调用的是NativeMethodAcessorImpl的invoke方法；
• 所有的方法反射都是先走NativeMethodAccessorImpl，默认调了15次之后，才生成一个GeneratedMethodAccessorXXX类，生成好之后就会走这个生成的类的invoke方法了；