《Java基础知识》Java 反射详解

定义

JAVA反射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；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

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。当然，也不是所有的都适合反射，之前就遇到一个案例，通过反射得到的结果与预期不符。阅读源码发现，经过层层调用后在最终返回结果的地方对应用的权限进行了校验，对于没有权限的应用返回值是没有意义的缺省值，否则返回实际值起到保护用户的隐私目的。

案例：（重要）

public class Demo1 {
    //创建一个自己本身的公共变量
    public static demo.knowledgepoints.reflect.Demo1 demo1;

    private static final boolean flag = true ;

    //将其私有化，保证不能通过New的方式创建。
    private Demo1(){}

    //创建get方法，用于告知使用者，不能被new，不能被获取。
    public static Demo1 getDemo1() throws Exception{
        if(flag){
            throw new Exception("抱歉,该类不通过new 的方式创建！");
        }
        return demo1;
    }

    public void print(){
        System.out.println("恭喜成功获取Demo1！");
    }

    //通过静态代码块创建实体类。
    static {
        demo1 = new Demo1();
    }
}

public class Demo2 {
    //创建一个自己本身的私有变量
    private static demo.knowledgepoints.reflect.Demo2 demo2;

    private static final boolean flag = true ;

    //将其私有化，保证不能通过New的方式创建。
    private Demo2(){}

    //创建get方法，用于告知使用者，不能被new，不能被获取。
    public static Demo2 getDemo2() throws Exception{
        if(flag){
            throw new Exception("抱歉,该类不通过new 的方式创建！");
        }
        return demo2;
    }

    public void print(){
        System.out.println("恭喜成功获取Demo2！");
    }

    //通过静态代码块创建实体类。
    static {
        demo2 = new Demo2();
    }
}

public class Reflect {
    public static void main(String[] args) {
        Demo1 demo1 = null;
        Demo2 demo2 = null;
        try {
            //发现new ,编译报错。
            //demo1 = new Demo1();
            //demo2 = new Demo2();

            //发现get方法也获取不到，执行会报异常。
            demo1 = Demo1.getDemo1();
            demo2 = Demo2.getDemo2();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

运行结果：

通过上述代码，我们知道通过普通方法是无法获取到Demo1 和 Demo2。但是看Demo1 和 Demo2的写法，在静态代码块中是new了对象的。说明肯定有办法可以获取到实例。

这里说的方法就是反射。

import java.lang.reflect.Field;

public class Reflect {
    public static void main(String[] args) {
        Demo1 demo1 = null;
        Demo2 demo2 = null;
        try {
            //首先通过Field，获取需要的类，Field包在jdk的反射包中：java.lang.reflect
            Field field1 = Demo1.class.getDeclaredField("demo1");
            //获取之后，强制转换成Demo1。
            demo1 =  (Demo1)field1.get(null);
            demo1.print();

            //然后我们再来创建一个Demo2.
            Field field2 = Demo2.class.getDeclaredField("demo2");
            //私有方法需要将：field2.setAccessible(true) ，才能获取到实例类
            field2.setAccessible(true);
            demo2 = (Demo2)field2.get(null);
            demo2.print();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

运行结果：

通过上述代码，我们通过反射，获取到Demo1和Demo2的公共属性和私有属性，成功获取到对象。

讲讲反射原理：

通过到class所在目录下，执行javap -c Book.class，可以查看字节码。可以看到一些公共的方法，私有的看不到，不过不影响JVN获取。

下面介绍一下反射的基础类和方法

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（成员变量也称为类的属性）
Method类	代表类的方法
Constructor类	代表类的构造方法

方法见JDK-API文档。

 

以下是常见方法的使用案例：

package demo.knowledgepoints.reflect;

public class Book {
    private final static String TAG = "BookTag";

    private String name;
    private String author;

    @Override
    public String toString() {
        return "Book{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", author='" + author + '\'' +
                '}';
    }

    public Book() {
    }

    private Book(String name, String author) {
        this.name = name;
        this.author = author;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getAuthor() {
        return author;
    }

    public void setAuthor(String author) {
        this.author = author;
    }

    private String declaredMethod(int index) {
        String string = null;
        switch (index) {
            case 0:
                string = "I am declaredMethod 1 !";
                break;
            case 1:
                string = "I am declaredMethod 2 !";
                break;
            default:
                string = "I am declaredMethod 1 !";
        }

        return string;
    }
}

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;

public class Reflect {
    public static void main(String[] args) {
        reflectNewInstance();
        reflectPrivateConstructor();
        reflectPrivateField();
        reflectPrivateMethod();
    }

    /**
     * 通过反射获取对象
     */
    public static void reflectNewInstance() {
        try {
            Class<?> classBook = Class.forName("demo.knowledgepoints.reflect.Book");
            Object objectBook = classBook.newInstance();
            Book book = (Book) objectBook;
            book.setName("Java进阶之光");
            book.setAuthor("蕾蕾");
            System.out.println("reflectNewInstance book = " + book.toString());
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }

    // 反射私有的构造方法
    public static void reflectPrivateConstructor() {
        try {
            Class<?> classBook = Class.forName("demo.knowledgepoints.reflect.Book");
            Constructor<?> declaredConstructorBook = classBook.getDeclaredConstructor(String.class,String.class);
            declaredConstructorBook.setAccessible(true);
            Object objectBook = declaredConstructorBook.newInstance("Java开发艺术探索","磊磊");
            Book book = (Book) objectBook;
            System.out.println("reflectPrivateConstructor book = " + book.toString());
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }

    // 反射私有属性
    public static void reflectPrivateField() {
        try {
            Class<?> classBook = Class.forName("demo.knowledgepoints.reflect.Book");
            Object objectBook = classBook.newInstance();
            Field fieldTag = classBook.getDeclaredField("TAG");
            fieldTag.setAccessible(true);
            String tag = (String) fieldTag.get(objectBook);
            System.out.println("reflectPrivateField tag = " + tag);
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }

    // 反射私有方法
    public static void reflectPrivateMethod() {
        try {
            Class<?> classBook = Class.forName("demo.knowledgepoints.reflect.Book");
            Method methodBook = classBook.getDeclaredMethod("declaredMethod",int.class);
            methodBook.setAccessible(true);
            Object objectBook = classBook.newInstance();
            String string = (String) methodBook.invoke(objectBook,1);

            System.out.println("reflectPrivateMethod string = " + string);
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
}

运行结果：

参考：https://www.jianshu.com/p/9be58ee20dee