浅谈java反射机制

目录

• 什么是反射
• 初探
• 初始化
• 类
• 构造函数
• 属性
• 方法
• 总结
• 思考

什么是反射

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。

初探

对反射的最初接触是学习jdbc时，加载数据库驱动时会这样写：Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver"),当时似懂非懂的也不知道是什么意思，随着自己的不断学习，越来越感觉反射的神奇，让我们一起来揭开它的神秘面纱吧。

学习一个知识，自然是最先从api开始，反射涉及的类，除了Class类之外，基本上都在java.lang.reflect包里面，常用的类有Constructor，Field，Method类等，AccessibleObject类是前面三个类的基类，主要包含设置安全性检查等方法，下面，我们看一下reflect包的结构

可以看出，涉及的类并不多，让我一起来看一下其中比较常用的类的用法吧
## 初始化
测试用例采用junit+log4j,新建一个test类，一个javabean

其中name属性get,set方法用private修饰

User类

package com.test;

public class User {
  private String name = "init";
  private int age;
  public User() {}
  public User(String name, int age) {
    super();
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
  private String getName() {
    return name;
  }
  private void setName(String name) {
    this.name = name;
  }
  public int getAge() {
    return age;
  }
  public void setAge(int age) {
    this.age = age;
  }
  @Override
  public String toString() {
    return "User [name=" + name + ", age=" + age + "]";
  }
}

Test类

public class ReflectTest {
  private static Logger logger = Logger.getLogger(ReflectTest.class);
  private static Class<User> userClass = User.class;
}

类

在类加载的时候，jvm会创建一个class对象

class对象是可以说是反射中最常用的，获取class对象的方式的主要有三种

1. 根据类名：类名.class
2. 根据对象：对象.getClass()
3. 根据全限定类名：Class.forName(全限定类名)

  @Test
  public void classTest() throws Exception {
    // 获取Class对象的三种方式
    logger.info("根据类名:  \t" + User.class);
    logger.info("根据对象:  \t" + new User().getClass());
    logger.info("根据全限定类名:\t" + Class.forName("com.test.User"));
    // 常用的方法
    logger.info("获取全限定类名:\t" + userClass.getName());
    logger.info("获取类名:\t" + userClass.getSimpleName());
    logger.info("实例化:\t" + userClass.newInstance());
  }

console

根据类名:  	class com.test.User
根据对象:  	class com.test.User
根据全限定类名:	class com.test.User
获取全限定类名:	com.test.User
获取类名:	com.test.User
实例化:	User [name=init, age=0]

构造函数

构造函数是java创建对象的必经之路，所以通过反射拿到一个类的构造函数后，再去创建这个类的对象自然是易如反掌，常用的方法如下：

  @Test
  public void constructorTest() throws Exception {
    // 获取全部的构造函数
    Constructor<?>[] constructors = userClass.getConstructors();
    // 取消安全性检查,设置后才可以使用private修饰的构造函数，也可以单独对某个构造函数进行设置
    // Constructor.setAccessible(constructors, true);
    for (int i = 0; i < constructors.length; i++) {
      Class<?> parameterTypesClass[] = constructors[i].getParameterTypes();
      System.out.print("第" + i + "个构造函数:\t (");
      for (int j = 0; j < parameterTypesClass.length; j++) {
        System.out.print(parameterTypesClass[j].getName() + (j == parameterTypesClass.length - 1 ? "" : "\t"));
      }
      logger.info(")");
    }
    // 调用构造函数，实例化对象
    logger.info("实例化，调用无参构造:\t" + constructors[0].newInstance());
    logger.info("实例化，调用有参构造:\t" + constructors[1].newInstance("韦德", 35));
  }

console

第0个构造函数:	 ()
第1个构造函数:	 (java.lang.String	int)
实例化，调用无参构造:	User [name=init, age=0]
实例化，调用有参构造:	User [name=韦德, age=35]

属性

犹记得学习spring ioc之时，对未提供set方法的private属性依然可以注入感到神奇万分，现在看来，这神奇的根源自然是来自于java的反射，常用的方法如下：

  @Test
  public void fieldTest() throws Exception {
    User user = userClass.newInstance();
    // 获取当前类所有属性
    Field fields[] = userClass.getDeclaredFields();
    // 获取公有属性(包括父类)
    // Field fields[] = cl.getFields();
    // 取消安全性检查,设置后才可以获取或者修改private修饰的属性，也可以单独对某个属性进行设置
    Field.setAccessible(fields, true);
    for (Field field : fields) {
      // 获取属性名 属性值 属性类型
      logger.info("属性名:" + field.getName() + "\t属性值:" + field.get(user) + "  \t属性类型:" + field.getType());
    }
    Field fieldUserName = userClass.getDeclaredField("name");
    // 取消安全性检查,设置后才可以获取或者修改private修饰的属性，也可以批量对所有属性进行设置
    fieldUserName.setAccessible(true);
    fieldUserName.set(user, "韦德");
    // 可以直接对 private 的属性赋值
    logger.info("修改属性后对象:\t" + user);
  }

console

属性名:name	属性值:init  	属性类型:class java.lang.String
属性名:age	属性值:0  	属性类型:int
修改属性后对象:	User [name=韦德, age=0]

方法

大家对javabean肯定不会陌生，在用框架操作javabean时，大多都是通过反射调用get,set方法Javabean进行操作，常用的方法如下：

  @Test
  public void methodTest() throws Exception {
    User user = userClass.newInstance();
    // 获取当前类的所有方法
    Method[] methods = userClass.getDeclaredMethods();
    // 获取公有方法(包括父类)
    // Method[] methods = userClass.getMethods();
    // 取消安全性检查,设置后才可以调用private修饰的方法，也可以单独对某个方法进行设置
    Method.setAccessible(methods, true);
    for (Method method : methods) {
      // 获取方法名和返回类型 获取参数类型：getParameterTypes
      logger.info("方法名:" + method.getName() + " \t返回类型:" + method.getReturnType().getName());
    }
    // 获取无参方法
    Method getMethod = userClass.getDeclaredMethod("getName");
    // 取消安全性检查,设置后才可以调用private修饰的方法，也可以批量对所有方法进行设置
    getMethod.setAccessible(true);
    // 调用无参方法
    logger.info("调用getName方法：" + getMethod.invoke(user));
    // 获取有参方法
    Method setMethod = userClass.getDeclaredMethod("setName", String.class);
    // 取消安全性检查,设置后才可以调用private修饰的方法，也可以批量对所有方法进行设置
    setMethod.setAccessible(true);
    // 调用有参方法
    logger.info("调用setName方法：" + setMethod.invoke(user, "韦德"));
    logger.info("通过set方法修改属性后对象:\t" + user);
  }

console

方法名:toString 	返回类型:java.lang.String
方法名:setAge 	返回类型:void
方法名:getAge 	返回类型:int
方法名:getName 	返回类型:java.lang.String
方法名:setName 	返回类型:void
调用getName方法：init
调用setName方法：null
通过set方法修改属性后对象:	User [name=韦德, age=0]

完整的 源码 https://github.com/zhaoguhong/blogsrc

总结

不难看出，Java反射中的构造函数，属性，方法有着诸多相似之处，不仅仅是因为它们有着共同的父类AccessibleObject，基本上所有的api都有相似之处。学习的过程中死记api是最愚蠢的，找方法，理解反射的设计思路。去尝试感悟设计思想，才是王道。

上面只是对反射的常用方法提供了示例，最好的学习方法自然是参照api,自己去实践。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。通过自己的不断练习，体会，思考，达到融会贯通的目的。

思考

java以面向对象和封装性著称,但反射在java中堪称作弊器，似乎无所不能，给人一种建了一道围墙，下面又留了一道门的感觉，是否破坏了程序的封装性？

笔者认为：循规蹈矩固然好，但过于注重规范反而影响程序的灵活性。Java反射给我们带了灵活性的同时，极大的方便了我们的编程，而且反射堪称各大框架的基础。如此看来，显然利大于弊，你怎么看？