反射的基本使用以及原理(Class获取方式)

1、什么是反射技术？

　　动态获取指定类以及类中的内容(成员)，并运行其内容。

　　应用程序已经运行，无法在其中进行new对象的建立，就无法使用对象。这时可以根据配置文件的类全名去找对应的字节码文件，并加载进内存，并创建该类对象实例。这就需要使用反射技术完成。反射技术最重要的就是Class字节码对象。其次有Constructor、Method、Field等类。

　　其实，反射机制的非常重要的一个类就是Class字节码对象，获取方式有三种:

class Parent {
    protected String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

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

class Children extends Parent {
    private static final Integer age = new Integer(25);

    public Children(String name) {
        this.name = name;
    }

    public static Integer getAge() {
        return age;
    }
}

测试获取Class对象的三种方式:

    public static void testClazz() throws ClassNotFoundException {
        Children children = new Children("zhangsan");
        Class<? extends Children> class1 = children.getClass();// 获取class对象的第一种方式
        System.out.println(class1);
        Class class2 = Children.class;// 获取class对象的第二种方式
        System.out.println(class2);
        Class class3 = Class.forName("cn.xm.exam.test.Children");// 获取class对象的第三种方式(要写全路径)
        System.out.println(class3);
    }

结果:

class cn.xm.exam.test.Children
class cn.xm.exam.test.Children
class cn.xm.exam.test.Children

总结:获取Class对象的三种方式:

　　Class.forName("类的路径")

　　类名.Class

　　实例.getClass()

2. Class字节码对象的作用一: newInstance和获取Constructor对象

修改Children类:

class Children extends Parent {
    private static final Integer age = new Integer(25);

    public Children() {
        System.out.println("无参构造方法");
    }

    private Children(String name) {
        System.out.println("有参构造方法");
        this.name = name;
    }

    public static Integer getAge() {
        return age;
    }
}

2.1  clazz.newInstance();// 其内部是调用无参的Constructor对象进行创建对象

        Class clazz = Children.class;// 获取class对象的第二种方式
        Object newInstance = clazz.newInstance();// 其内部是调用无参构造方法进行创建
        System.out.println(newInstance);

结果:

无参构造方法
cn.xm.exam.test.Children@4614ac54

如果没有无参构造方法或者无参构造方法的修饰符是private，调用此方法会报错java.lang.IllegalAccessException

2.2 获取Constructor对象

    public static void test2() throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException,
            NoSuchMethodException, SecurityException {
        // 1.获取所有的构造
        Class clazz = Children.class;// 获取class对象的第二种方式
        Constructor[] constructors = clazz.getConstructors();// 获取所有public声明的构造方法
        blConstructor(constructors);
        Constructor[] declaredConstructors = clazz.getDeclaredConstructors();// 获取所有public\private\protected\default声明的构造方法
        blConstructor(declaredConstructors);

        // 2.根据参数类型获取构造方法
        Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);// 获取参数类型为string修饰符为private的构造方法(因为是private修饰，所以只能用此方法获取)
        blConstructor(new Constructor[] { constructor });
        Constructor declaredConstructor = clazz.getConstructor(null);// 获取无参构造方法,修饰符为只能为public
        blConstructor(new Constructor[] { declaredConstructor });
    }

    public static void blConstructor(Constructor[] constructors) {
        System.out.println("=============");
        for (Constructor constructor : constructors) {
            System.out.println("name ->" + constructor.getName());
            Class[] parameterTypes = constructor.getParameterTypes();// 获取构造方法的参数类型数组
            for (Class clazz11 : parameterTypes) {
                System.out.println("clazz11->" + clazz11);
            }
            System.out.println("isAccessible ->" + constructor.isAccessible());// isAccessible返回的是是否是private声明的
        }
    }

结果:

=============
name ->cn.xm.exam.test.Children
isAccessible ->false
=============
name ->cn.xm.exam.test.Children
clazz11->class java.lang.String
isAccessible ->false
name ->cn.xm.exam.test.Children
isAccessible ->false
=============
name ->cn.xm.exam.test.Children
clazz11->class java.lang.String
isAccessible ->false
=============
name ->cn.xm.exam.test.Children
isAccessible ->false

总结:    getConstructors()返回所有声明为public的构造方法

　　　　getDeclaredConstructors()获取所有的方法，不管修饰符

　　　　getDeclaredConstructor(String.class);//获取单参数，且类型为String的构造方法，修饰符可以为public\private\protected\default

　　　　getConstructor(null);// 获取无参构造方法,修饰符为只能为public

　　　  　带Declared的方法可以获取到private修饰的构造方法，isAccessible方法返回的是此对象的可访问标志的值(默认返回的是false)。

2.3 Constructor对象创建实例

　　Constructor可以创建对象，也可以获取构造方法的参数类型等。

    public static void test2() throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException,
            NoSuchMethodException, SecurityException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
        Class clazz = Children.class;// 获取class对象的第二种方式
        // 2.根据参数类型获取构造方法
        Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);// 获取参数类型为string修饰符为private的构造方法(因为是private修饰，所以只能用此方法获取)
        Constructor declaredConstructor = clazz.getConstructor(null);// 获取无参构造方法,修饰符为只能为public

        System.out.println("=====================");
        Object newInstance1 = declaredConstructor.newInstance();

        System.out.println("=====================");
        Object newInstance = constructor.newInstance("111");
    }

结果:(由于带参数的构造是private修饰的，所以不能直接new)

=====================
无参构造方法
=====================
Exception in thread "main" java.lang.IllegalAccessException: Class cn.xm.exam.test.Test can not access a member of class cn.xm.exam.test.Children with modifiers "private"
at sun.reflect.Reflection.ensureMemberAccess(Reflection.java:110)
at java.lang.reflect.AccessibleObject.slowCheckMemberAccess(AccessibleObject.java:262)
at java.lang.reflect.AccessibleObject.checkAccess(AccessibleObject.java:254)
at java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Constructor.java:517)
at cn.xm.exam.test.Test.test2(Test.java:31)
at cn.xm.exam.test.Test.main(Test.java:8)

　　

解决办法：(调用创建对象之前设置可见性为true)

    public static void test2() throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException,
            NoSuchMethodException, SecurityException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
        Class clazz = Children.class;// 获取class对象的第二种方式
        // 2.根据参数类型获取构造方法
        Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);// 获取参数类型为string修饰符为private的构造方法(因为是private修饰，所以只能用此方法获取)
        Constructor declaredConstructor = clazz.getConstructor(null);// 获取无参构造方法,修饰符为只能为public

        System.out.println("=====================");
        Object newInstance1 = declaredConstructor.newInstance();

        System.out.println("=====================");
        constructor.setAccessible(true);// 暴力可见
        Object newInstance = constructor.newInstance("111");
    }

结果:

=====================
无参构造方法
=====================
有参构造方法

3. Method对象

修改Children类:

class Children extends Parent {
    private static final Integer age = new Integer(25);

    public Children() {
        System.out.println("无参构造方法");
    }

    private Children(String name) {
        System.out.println("有参构造方法");
        this.name = name;
    }

    public static Integer getAge() {
        return age;
    }

    private void method1() {
        System.out.println("method1......");
    }

    private void method1(String arg) {
        System.out.println("method1......" + arg);
    }

    public void method2() {
        System.out.println("method1......");
    }
}

3.1 Method对象的获取方式

　　此对象也是有四种获取方式，带Declared的可以获取任意修饰符的。

        Class clazz = Children.class;// 获取class对象的第二种方式
        // 2.根据参数类型获取构造方法
        Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);// 获取参数类型为string修饰符为private的构造方法(因为是private修饰，所以只能用此方法获取)
        constructor.setAccessible(true);// 暴力可见
        Object newInstance = constructor.newInstance("111");
        Method[] methods = clazz.getMethods();
        Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
        Method method = clazz.getMethod("method2", null);
        Method declaredMethod = clazz.getDeclaredMethod("method1", String.class);

3.1 Method对象的作用

　　Method对象可以获取方法的名字、返回类型、参数类型、异常类型、注解等信息，另外可以通过此实例直接调用方法。调用静态方法传入第一个参数传入null即可。

    public static void test2() throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException,
            NoSuchMethodException, SecurityException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
        Class clazz = Children.class;// 获取class对象的第二种方式
        Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);// 获取参数类型为string修饰符为private的构造方法(因为是private修饰，所以只能用此方法获取)
        constructor.setAccessible(true);// 暴力可见
        Object newInstance = constructor.newInstance("111");
        // 2.根据参数类型获取方法
        Method method = clazz.getMethod("getAge", null);
        Method declaredMethod = clazz.getDeclaredMethod("method1", String.class);
        // 2.1获取方法名字、返回类型、参数类型
        System.out.println(
                method.getName() + "\t" + method.getReturnType() + "\t" + Arrays.toString(method.getParameterTypes()));
        // 2.2 .2执行private修饰的方法(第一个参数是对象，第二个是参数)
        declaredMethod.setAccessible(true);// 设置暴力可见
        declaredMethod.invoke(newInstance, "111");
        // 2.2 .2静态方法的执行
        System.out.println(method.invoke(null));
    }

结果:

有参构造方法
getAge class java.lang.Integer []
method1......111
25

4. Field对象

　　Field相当于成员属性、字段。

修改Children类:

class Children extends Parent {
    private static final Integer age = new Integer(25);
    private String sex;
    public int score;

    public Children() {
        System.out.println("无参构造方法");
    }

    private Children(String name) {
        System.out.println("有参构造方法");
        this.name = name;
    }

    public static Integer getAge() {
        return age;
    }
}

4.1 Field的获取方式

        Class clazz = Children.class;// 获取class对象的第二种方式
        Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);// 获取参数类型为string修饰符为private的构造方法(因为是private修饰，所以只能用此方法获取)
        constructor.setAccessible(true);// 暴力可见
        Object newInstance = constructor.newInstance("111");
        // 获取Field对象
        Field[] fields = clazz.getFields();
        System.out.println(Arrays.toString(fields));
        Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();
        System.out.println(Arrays.toString(declaredFields));
        Field field = clazz.getField("score");
        System.out.println(field);
        Field declaredField = clazz.getDeclaredField("age");
        System.out.println(declaredField);

结果：

有参构造方法
[public int cn.xm.exam.test.Children.score]
[private static final java.lang.Integer cn.xm.exam.test.Children.age, private java.lang.String cn.xm.exam.test.Children.sex, public int cn.xm.exam.test.Children.score]
public int cn.xm.exam.test.Children.score
private static final java.lang.Integer cn.xm.exam.test.Children.age

4.2 Field的作用

　　Field实例可以获取字段的类型、值，也可以修改字段的值。

        Class clazz = Children.class;// 获取class对象的第二种方式
        Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);// 获取参数类型为string修饰符为private的构造方法(因为是private修饰，所以只能用此方法获取)
        constructor.setAccessible(true);// 暴力可见
        Object newInstance = constructor.newInstance("111");
        // 获取Field对象
        Field field = clazz.getField("score");
        System.out.println(field.getType() + "\t" + field.get(newInstance));
        // 修改成员属性的值
        field.set(newInstance, 80);
        System.out.println(field.getType() + "\t" + field.get(newInstance));
        // 获取静态成员属性
        Field declaredField = clazz.getDeclaredField("age");
        declaredField.setAccessible(true);// 暴力可见
        System.out.println(declaredField.getType() + "\t" + declaredField.get(null));

结果:

有参构造方法
int 0
int 80
class java.lang.Integer 25

field提供了获取字段基本类型的值与引用类型的值get方法，也提供了修改基本类型与引用类型值的set方法:（第一个参数是实例对象，如果是静态属性传入null就可以）

      

总结:

1.三种方法可以获取到Class类:

　　Class.forName("类的路径")

　　类名.Class

　　实例.getClass()

2.五种创建对象的方法:

　　通过new语句实例化一个对象

　　通过反射机制创建对象，class.newInstance()

　　通过反射机制创建对象，constructor.newInstance()

　　通过clone()方法创建一个对象

　　通过反序列化方式创建对象

3.获取构造方法对象Constructor、方法对象Method、字段对象Field都有四种方法。(两个返回数组、两个返回单个实例)

　　直接调用getXXX方法例如  getConstructors 返回的是public修饰的方法，而且包括从父类继承的方法

　　调用getDeclaredXXX方法获取的不管修饰符，但是不包括从父类继承的方法。

　　也可以根据方法名称与类型或者字段名称来获取对应的单个实例。