Java反射机制——学习总结

前几天上REST课，因为涉及到Java的反射机制，之前看过一直没有用过，有些遗忘了，周末找了些资料来重新学习，现在总结一下，加深印象。

什么是反射机制？

参考百度百科对java反射机制的定义：

“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。”

我们通过一些例子，更好理解反射机制。

Class类

我们知道Java是一门面向对象语言，在Java的世界里，万物皆为对象，比如我们有一个Person类：

public class Person {

}

我们创建一个Person类的实例，Person person = new Person();  那么这个person，就是Person类的实例对象。

那么既然万物都为对象，所以类也是对象。

类是什么的对象呢？类是Class类的对象，表示方式有三种：

//第一种，任何一个类都有一个隐含的静态成员变量class
Class c1 = Person.class;

//第二种，已经知道该类的对象，通过getClass()获得
Class c2 = person.getClass();

//第三种，Class类的forName()方法
Class c3 = Class.forName("Person");

//这里，c1,c2,c3都是Class类的实例，我们称c1, c2 ,c3为Person类的类类型
//不难看出，c1 == c2结果是true, c2 == c3结果也是true

通过类的类类型，我们经常会用到的方法就是newInstance()方法，通过该方法可以创建该类的实例：

Person personA = new Person(); //直接new一个实例
Person personB = Person.class.newInstance(); //通过newInstance()方法获得Person的实例

//在学习JAVAEE时候，newInstance()方法我们最常见于获取数据库驱动
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver").newInstance();

//需要注意的是，在使用newInstance()方法的前提是该类必须要有无参构造方法

动态加载类：

编译时刻加载类称为静态加载，运行时刻加载类称为动态加载，使用new方法新建实例即为静态加载类，在编译时候就要加载全部类。这里我们举一个例子：

为了更好的区分编译和运行，我们不适用IDE工具，而使用记事本来实现这个例子：

//我们举女娲造人的例子，创建一个CreatePerson类
public class CreatePerson {
    public static void main(String[] args) {
        if(args[0].equalsIgnoreCase("man")) {  //如果从命令行传入的参数为man 则创建Man的实例并调用say()方法
            new Man().say();
        }
        if(args[0].equalsIgnoreCase("woman")) {  //如果从命令行传入的参数为woman 则创建Woman的实例并调用say()方法
            new Woman().say();
        }
    }
}

//CreatePerson类用到了2个类，分别是Man和Woman。
//但是我们现在只创建Man类
public class Man {
    public void say() {
        System.out.println("I am a man !");
    }
}

我们在CMD中编译CreatePerson，看看会发生什么：

提示我们找不到Woman这个类。这就是静态加载，在编译时刻需要加载全部类。那么问题来了，如果我要写一个程序，里面有100个功能，这100个功能分别由100个类实现，那么一旦缺少一个类，这整个程序是不是就不能用了。

为了解决这个问题，我们可以使用动态加载。我们把上面这个例子改一下：

//创建一个Person接口
public interface Person {
    void say();
}

//修改Man类，继承Person接口
public class Man implements Person{
    public void say() {
        System.out.println("I am a man !");
    }
}

//修改CreatePerson类，实现动态加载类
public class CreatePerson{
    public static void main(String[] args) {

        try{
            //动态加载类
            Class c = Class.forName(args[0]);
            //通过类的类类型，创建该类实例对象
            Person person = (Person)c.newInstance();
            person.say();

        } catch(Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

这个时候，我们再进行编译：

没有报错了，那么我们继续把Man编译，再运行一下：

如果我们在命令行中输入的参数是Woman呢？

抛出ClassNotFoundException异常。因为我们并没有创建Woman类，所以如果以后需要创建Woman类实例，我们只需要新建一个Woman类，并实现Person接口就行了。

通过反射机制，获得类的信息

在Java反射机制的定义中有：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。下面是一个实例：

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

public class ClassUtil {
    /**
     * 获取成员函数的信息
     */
    public static void getClassMethodMessage(Object obj) {
        Class c = obj.getClass();
        //获取类的名称
        //System.out.println(c.getName());

        /**
         *
         * Method类，方法对象
         *getMethods方法获得所有public的方法，包括继承而来
         *getDeclaredMethods是获取该类自己的声明的方法
         */
        Method[] ms = c.getMethods();
        for(int i = 0; i < ms.length; i++) {
            //得到方法的返回值类型的类类型
            Class returnType = ms[i].getReturnType();
            System.out.print(returnType.getName() + " ");
            //得到方法的名称
            System.out.print(ms[i].getName() + "(");
            //获取参数类型
            Class[] paramTypes = ms[i].getParameterTypes();
            for(Class class1:paramTypes) {
                System.out.print(class1.getName() + ",");
            }
            System.out.println(")");
        }

    }

    public static void getFieldMessage(Object obj) {
        Class c = obj.getClass();

        /**
         * 成员变量也是对象
         * java.lang.reflect.Field
         *
         */
        Field[] fs = c.getDeclaredFields();
        for(Field field:fs) {
            //得到成员变量类型的类类型
            Class fieldType = field.getType();
            String typeName = fieldType.getName();
            //得到成员变量的名称
            String fieldName = field.getName();
            System.out.println(typeName + " " + fieldName);

        }
    }

    public static void printConMessage(Object obj) {
        Class c = obj.getClass();
        /**
         * 构造函数也是对象
         *
         */
        Constructor[] cs = c.getConstructors();
        for (Constructor constructor : cs) {
            System.out.print(constructor.getName() + "(");
            //获取构造函数参数列表------>参数列表的参数类型
            Class[] paramType = constructor.getParameterTypes();
            for (Class class1 : paramType) {
                System.out.print(class1.getName() + ",");
            }
            System.out.println(")");
        }

    }

    public static void main(String[] args) {
        String s = "hello";
        getFieldMessage(s);
        ClassUtil.printConMessage(s);
        getClassMethodMessage(s);
    }
}

方法的反射操作

可以通过方法的反射操作实现方法的调用：

import java.lang.reflect.Method;

public class MethodDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        //要获取print(int, int)
        //要获取类的方法就要获取类的信息，获取类的信息就要获取类的类类型
        A a1 = new A();
        Class c = a1.getClass();
        //2,获取方法 名称和参数列表
        //getMethod获取的是public的方法
        try {
            Method m = c.getDeclaredMethod("print", int.class,int.class);

            //方法的反射操作
            //a1.print(10, 20);方法的反射操作，用m来进行方法调用和前者效果一致
            Object obj = m.invoke(a1, 10,20);//如果方法有返回值返回值，没有就null

        } catch (Exception e) {

            e.printStackTrace();
        }
    }

}

class A {
    public void print(int a , int b) {
        System.out.println(a + b);
    }

    public void print(String a , String b) {
        System.out.println(a.toUpperCase() + "," + b.toUpperCase());
    }
}

以上就是我对Java反射机制的学习和理解，如果有错误，望指出，以便及时更正！谢谢！