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Java反射机制 基本概念以及反射用到的几个类和相关方法第二十章 反射机制

文章内容输出来源:拉勾教育大数据训练营;

反射相对比较难理解一点,这里复习整理一遍反射的相关知识,方便日后扩充丰富。

第二十章 反射机制

20.1 基本概念

  • 🛩 通常情况下编写代码都是固定的,无论运行多少次执行的结果也是固定的,在某些特殊场合中编写代码时不确定要创建什么类型的对象,也不确定要调用什么样的方法,这些都希望通过运行时传递的参数来决定,该机制叫做动态编程技术,也就是反射机制。
  • 通俗来说,反射机制就是用于动态创建对象并且动态调用方法的机制。
  • 目前主流的框架底层都是采用反射机制实现的。
  • 如:Person p = new Person(); - 表示声明Person类型的引用指向Person类型的对象

    ​ p.show(); - 表示调用Person类中的成员方法show

20.2 Class类

20.2.1 基本概念

  • java.lang.Class类的实例(也就是对象)可以用于描述Java应用程序中的类和接口,也就是一种数据类型。
    • ⭐️ 解释一下:以往我们接触到的类的对象实质就是在堆区中的一块内存空间而已,而Class的对象是一种数据类型,一种类或接口的数据类型。
  • 该类没有公共构造方法(🛩即我们不能自己new该类的对象 ),该类的实例由Java虚拟机和类加载器自动构造完成,本质上就是加载到内存中的运行时类。

20.2.2 获取Class对象的方式

  • 使用数据类型.class的方式可以获取对应类型的Class对象(掌握)。// 🛩基本类型或者引用类型都可直接.class,不是用变量名或引用名去.class,是数据类型直接.class。
  • 使用**引用/对象.getClass()**的方式可以获取对应类型的Class对象。// 🛩这是Object类中的方法,所有类的对象都可以调用该方法获取对应类型的Class对象。
  • 使用包装类.TYPE的方式可以获取对应基本数据类型的Class对象。// 🛩
  • 使用**Class.forName(String str)**的方式来获取参数指定类型的Class对象(掌握)。//🛩 str必须是完全限定名称,不能获取基本数据类型的Class对象。
  • 使用类加载器ClassLoader的方式获取指定类型的Class对象。
    public class ClassTest {
    
        public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
    
            // 1.使用数据类型.class的方式可以获取对应类型的Class对象
            Class c1 = String.class;
            System.out.println("c1 = " + c1); // 自动调用toString方法  class java.lang.String
            c1 = int.class;
            System.out.println("c1 = " + c1); // int
            c1 = void.class;
            System.out.println("c1 = " + c1); // void
    
            System.out.println("---------------------------------------------------");
            // 2.使用对象.getClass()的方式获取对应的Class对象
            String str1 = new String("hello");
            c1 = str1.getClass();
            System.out.println("c1 = " + c1); // class java.lang.String
    
            Integer it1 = 20;
            c1 = it1.getClass();
            System.out.println("c1 = " + c1); // class java.lang.Integer
    
            int num = 5;
            //num.getClass(); Error: 基本数据类型的变量不能调用方法
    
            System.out.println("---------------------------------------------------");
            // 3.使用包装类.TYPE的方式来获取对应基本数据类型的Class对象
            c1 = Integer.TYPE;
            System.out.println("c1 = " + c1); // int
    
            c1 = Integer.class;
            System.out.println("c1 = " + c1); // class java.lang.Integer
    
            System.out.println("---------------------------------------------------");
            // 4.调用Class类中的forName方法来获取对应的Class对象
            //c1 = Class.forName("String"); // Error  要求写完整的名称:包名.类名
            c1 = Class.forName("java.lang.String");
            System.out.println("c1 = " + c1); // class java.lang.String
    
            c1 = Class.forName("java.util.Date");
            System.out.println("c1 = " + c1); // class java.util.Date
    
            //c1 = Class.forName("int");
            //System.out.println("c1 = " + c1); // 不能获取基本数据类型的Class对象
    
            System.out.println("---------------------------------------------------");
            // 5.使用类加载器的方式来获取Class对象
            ClassLoader classLoader = ClassTest.class.getClassLoader();
            System.out.println("classLoader = " + classLoader); // null
            c1 = classLoader.loadClass("java.lang.String");
            System.out.println("c1 = " + c1); // class java.lang.String
        }
    }
               

20.2.3 常用的方法(掌握)

方法声明 功能介绍
static Class<?> forName(String className) 用于获取参数指定类型对应的Class对象并返回
T newInstance()

用于创建该Class对象所表示类的新实例;

🛩替代方法是先用一个构造器Constructor,再用构造器去调Constructor的newInstance方法

20.3 Constructor类

20.3.1 基本概念

  • java.lang.reflect.Constructor类主要用于描述获取到的构造方法信息。

20.3.2 Class类的常用方法

方法声明 功能介绍
Constructor getConstructor(Class<?>…parameterTypes) 用于获取此Class对象所表示类型中参数指定的公共构造方法
Constructor<?>[ ] getConstructors() 用于获取此Class对象所表示类型中所有的公共构造方法

20.3.3 Constructor类的常用方法

方法声明 功能介绍
T newInstance(Object…initargs) 使用此Constructor对象描述的构造方法来构造Class对象代表类型的新实例
int getModifiers() 获取方法的访问修饰符
String getName() 获取方法的名称
Class<?>[ ] getParameterTypes() 获取方法所有参数的类型
import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.util.Scanner;

public class PersonConstructorTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        // 1.使用原始方式以无参形式构造Person类型的对象并打印
        Person p1 = new Person();
        System.out.println("无参方式创建的对象是:" + p1); // null 0

        System.out.println("---------------------------------------------------");
        // 2.使用反射机制以无参形式构造Person类型的对象并打印
        // 创建对象的类型可以从键盘输入
        //System.out.println("请输入要创建对象的类型:");
        //Scanner sc = new Scanner(System.in);
        //String str1 = sc.next();
        //Class c1 = Class.forName("com.lagou.task20.Person");
        // 创建对象的类型可以从配置文件中读取**************************
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("d:/a.txt")));
        String str1 = br.readLine();
        Class c1 = Class.forName(str1);
        //System.out.println("无参方式创建的对象是:" + c1.newInstance()); // null 0
        // 获取Class对象对应类中的无参构造方法,也就是Person类中的无参构造方法
        Constructor constructor = c1.getConstructor();
        // 使用获取到的无参构造方法来构造对应类型的对象,也就是Person类型的对象
        System.out.println("无参方式创建的对象是:" + constructor.newInstance());
        //sc.close();
        br.close();

        System.out.println("---------------------------------------------------");
        // 3.使用原始方式以有参方式构造Person类型的对象并打印
        Person p2 = new Person("zhangfei", 30);
        System.out.println("有参方式构造的对象是:" + p2); // zhangfei 30

        System.out.println("---------------------------------------------------");
        // 4.使用反射机制以有参方式构造Person类型的对象并打印
        // 获取Class对象对应类中的有参构造方法,也就是Person类中的有参构造方法
        Constructor constructor1 = c1.getConstructor(String.class, int.class);
        // 使用获取到的有参构造方法来构造对应类型的对象,也就是Person类型的对象
        // newInstance方法中的实参是用于给有参构造方法的形参进行初始化的,也就是给name和age进行初始化的
        System.out.println("有参方式构造的对象是:" + constructor1.newInstance("zhangfei", 30)); // zhangfei 30

        System.out.println("---------------------------------------------------");
        // 5.使用反射机制获取Person类中所有的公共构造方法并打印
        Constructor[] constructors = c1.getConstructors();
        for (Constructor ct : constructors) {
            System.out.println("构造方法的访问修饰符是:" + ct.getModifiers());
            System.out.println("构造方法的方法名称是:" + ct.getName());
            Class[] parameterTypes = ct.getParameterTypes();
            System.out.print("构造方法的所有参数类型是:");
            for (Class cs : parameterTypes) {
                System.out.print(cs + " ");
            }
            System.out.println();
            System.out.println("-------------------------------------------------");
        }
    }
}
           

20.4 Field类

20.4.1 基本概念

  • java.lang.reflect.Field类主要用于描述获取到的单个成员变量信息。

20.4.2 Class类的常用方法

方法声明 功能介绍
Field getDeclaredField(String name)

用于获取此Class对象所表示类中参数指定的单个成员变量信息;

🛩公有的/私有的成员变量都可获取;去调Declared就只获取公共的成员变量;

Field[] getDeclaredFields() 用于获取此Class对象所表示类中所有成员变量信息

20.4.3 Field类的常用方法

方法声明 功能介绍
Object get(Object obj) 获取参数对象obj中此Field对象所表示成员变量的数值
void set(Object obj, Object value) 将参数对象obj中此Field对象表示成员变量的数值修改为参数 value的数值
void setAccessible(boolean flag) 当实参传递true时,则反射对象在使用时应该取消 Java 语言访问检查
int getModifiers() 获取成员变量的访问修饰符
Class<?> getType() 获取成员变量的数据类型
String getName() 获取成员变量的名称
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;

public class PersonFieldTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        // 1.使用原始方式来构造对象以及获取成员变量的数值并打印
        Person p1 = new Person("zhangfei", 30);
        //System.out.println("获取到的成员变量数值为:" + p1.name); // zhangfei

        System.out.println("-------------------------------------------------------");
        // 2.使用反射机制来构造对象以及获取成员变量的数值并打印
        // 2.1 获取Class对象
        Class c1 = Class.forName("com.lagou.task20.Person");
        // 2.2 根据Class对象获取对应的有参构造方法
        Constructor constructor = c1.getConstructor(String.class, int.class);
        // 2.3 使用有参构造方法来得到Person类型的对象
        Object object = constructor.newInstance("zhangfei", 30);
        // 2.4 根据Class对象获取对应的成员变量信息
        Field field = c1.getDeclaredField("name");
        // 设置Java语言访问检查的取消,即取消访问权限修饰符的限制  暴力反射
        field.setAccessible(true);
        // 2.5 使用Person类型的对象来获取成员变量的数值并打印
        // 获取对象object中名字为field成员变量的数值,也就是成员变量name的数值
        System.out.println("获取到的成员变量数值为:" + field.get(object)); // zhangfei

        System.out.println("-------------------------------------------------------");
        // 3.使用原始方式修改指定对象中成员变量的数值后再次打印
        //p1.name = "guanyu";
        //System.out.println("修改后成员变量的数值为:" + p1.name); // guanyu

        System.out.println("-------------------------------------------------------");
        // 4.使用反射机制修改指定对象中成员变量的数值后再次打印
        // 表示修改对象object中名字为field成员变量的数值为guanyu,也就是成员变量name的数值为guanyu
        field.set(object, "guanyu");
        System.out.println("修改后成员变量的数值为:" + field.get(object)); // guanyu

        System.out.println("-------------------------------------------------------");
        // 5.获取Class对象对应类中所有的成员变量
        Field[] declaredFields = c1.getDeclaredFields();
        for (Field ft : declaredFields) {
            System.out.println("获取到的访问修饰符为:" + ft.getModifiers());
            System.out.println("获取到的数据类型为:" + ft.getType());
            System.out.println("获取到的成员变量名称是:" + ft.getName());
            System.out.println("---------------------------------------------");
        }
    }
}
           

20.5 Method类

20.5.1 基本概念

  • java.lang.reflect.Method类主要用于描述获取到的单个成员方法信息。

20.5.2 Class类的常用方法

方法声明 功能介绍
Method getMethod(String name, Class<?>… parameterTypes) 用于获取该Class对象表示类中名字为name参数为 parameterTypes的指定公共成员方法
Method[] getMethods() 用于获取该Class对象表示类中所有公共成员方法

20.5.3 Method类的常用方法

方法声明 功能介绍
Object invoke(Object obj, Object… args) 使用对象obj来调用此Method对象所表示的成员方法,实参传递args
int getModifiers() 获取方法的访问修饰符
Class<?> getReturnType() 获取方法的返回值类型
String getName() 获取方法的名称
Class<?>[] getParameterTypes() 获取方法所有参数的类型
Class<?>[] getExceptionTypes() 获取方法的异常信息
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;

public class PersonMethodTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        // 1.使用原始方式构造对象并调用方法打印结果
        Person p1 = new Person("zhangfei", 30);
        System.out.println("调用方法的返回值是:" + p1.getName()); // zhangfei

        System.out.println("------------------------------------------------------");
        // 2.使用反射机制构造对象并调用方法打印结果
        // 2.1 获取Class对象
        Class c1 = Class.forName("com.lagou.task20.Person");
        // 2.2 根据Class对象来获取对应的有参构造方法
        Constructor constructor = c1.getConstructor(String.class, int.class);
        // 2.3 使用有参构造方法构造对象并记录
        Object object = constructor.newInstance("zhangfei", 30);
        // 2.4 根据Class对象来获取对应的成员方法
        Method method = c1.getMethod("getName");
        // 2.5 使用对象调用成员方法进行打印
        // 表示使用object对象调用method表示的方法,也就是调用getName方法来获取姓名
        System.out.println("调用方法的返回值是:" + method.invoke(object)); // zhangfei

        System.out.println("------------------------------------------------------");
        // 3.使用反射机制来获取类中的所有成员方法并打印
        Method[] methods = c1.getMethods();
        for (Method mt : methods) {
            System.out.println("成员方法的修饰符是:" + mt.getModifiers());
            System.out.println("成员方法的返回值类型是:" + mt.getReturnType());
            System.out.println("成员方法的名称是:" + mt.getName());
            System.out.println("成员方法形参列表的类型是:");
            Class<?>[] parameterTypes = mt.getParameterTypes();
            for (Class ct : parameterTypes) {
                System.out.print(ct + " ");
            }
            System.out.println();
            System.out.println("成员方法的异常类型列表是:");
            Class<?>[] exceptionTypes = mt.getExceptionTypes();
            for (Class ct: exceptionTypes) {
                System.out.print(ct + " ");
            }
            System.out.println();
            System.out.println("---------------------------------------------------");
        }
    }
}
           

20.6 获取其它结构信息

方法声明 功能介绍
Package getPackage() 获取所在的包信息
Class<? super T> getSuperclass() 获取继承的父类信息
Class<?>[ ] getInterfaces() 获取实现的所有接口
Annotation[ ] getAnnotations() 获取注解信息
Type[ ] getGenericInterfaces() 获取泛型信息
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyAnnotation {
}
           
import java.io.Serializable;

@MyAnnotation
public class Student<T, E> extends Person implements Comparable, Serializable {

    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        return 0;
    }
}
           
import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.reflect.Type;

public class StudentTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        // 获取Student类型的Class对象
        Class c1 = Class.forName("com.lagou.task20.Student");
        System.out.println("获取到的包信息是:" + c1.getPackage());
        System.out.println("获取到的父类信息是:" + c1.getSuperclass());

        System.out.println("-------------------------------------------------");
        System.out.println("获取到的接口信息是:");
        Class[] interfaces = c1.getInterfaces();
        for (Class ct : interfaces) {
            System.out.print(ct + " ");
        }
        System.out.println();

        System.out.println("-------------------------------------------------");
        System.out.println("获取到的注解信息是:");
        Annotation[] annotations = c1.getAnnotations();
        for (Annotation at : annotations) {
            System.out.print(at + " ");
        }
        System.out.println();

        System.out.println("-------------------------------------------------");
        System.out.println("获取到的泛型信息是:");
        Type[] genericInterfaces = c1.getGenericInterfaces();
        for (Type tt : genericInterfaces) {
            System.out.print(tt + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}