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Java学习笔记反射


 

  今天就来谈谈反射机制;学过JAVA的人不一定懂得反射,但是一定听说过反射,不过也仅仅是听说过而已;因为反射用的地方也不会那么多,但是反射用的妙经常会解决我们挠破头皮的大问题。至于诸如为什么叫做反射、而不叫做正射倒射此类的历史问题,还是交给历史学家去研究吧。。。

  反射的基石

  在谈反射之前,我们应该先了解下类的概念来引入。类是一种抽象的概念,举个例子“我爸是赵海我爸李双江”,从这句话中我们发现有赵海、李双江这两个人,我们来抽象它们的特点,我们发现它们都像人。没错,那么我们就可以将人作为它们的一个抽象,反过来说赵海和李双江就是人的一个具体实例;所以我们可以用一个Person类代表人来表示这种抽象。既然理解了类的概念,那些年那些陪我们度过日日夜夜的java类们,我们是不是也应该抽象出一个类来证明一下他们,没错,那就是Class了!

  Class就是java类的抽象,它抽象出了java的共性,如类的名字、类的构造方法、类的成员变量、类的老爸、类的方法等等等。既然这么说,那么我们通过这个Class,我们就可以得到这个类的方方面面的信息、兴许还能比查户口还详细呢。我们创建出的每一个类,例如person类,说到底也就是我们实例化了一个Class的实例,来保存person类的名字、变量、方法这些信息,在内存中表示就是保存了person类的字节码,如果你理解了这些并且接受了我的看法,那么咱们有共同语言,可以继续往下说。

  既然person类有拥有自己的字节码,那么我们可以获取到这个字节码吗?答案是肯定的,而且还不止一种方法。参见代码:

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

  //第一种方法,直接通过Person类来获取字节码

  Class cls1 = Person.class;

  //第二种方法,通过类的实例来获取Person类的字节码

  Person person = new Person();

  Class cls2 = person.getClass();

  //第三种方法,调用Class类的静态方法来获取对应类的字节码,该方法会抛出异常

  Class cls3 = Class.forName("Person");

  从代码中看,我们可以断定:Person类的字节码就是Class的具体实例;我们也可以猜到,至于类的字节码有包含什么东东,大家尽管猜吧,后面我会慢慢讲解。我们再来看看下面的代码:

  System.out.println(cls1 == cls2);

  System.out.println(cls2 == cls3);

  我们运行程序,会发现输出了:

  true

  true

  这三个玩意竟然是同一个东西,那么就很好解释了:在java的虚拟机中,每一个类都会被保存成为一个字节码,用来保存该类的信息如名字、父类、变量、方法等。一个类的字节码在虚拟机中有且只有一个,也就是在第一次加载该类的时候会将类的字节码加载到java虚拟机中,而上面有三种方法可以从虚拟机中获取类的字节码(PS:第三种方法最为常用),但是你别疑惑获取这个字节码干嘛嘛用,我们要反射嘛,说白了我们就是要来强暴这字节码(Class)。。。。。(~ o ~)~zZ 理解反射

  既然前面讲解了Class类,现在我们可以开始讲反射了。反射是什么呢?反射就是将类的各种成分映射成各种类,我们知道一个java类可以用一个class的对象来表示,这个类的组成成分有名字、变量、构造方法等信息,我们当然可以用一个个java类的表示。换句话说,表示java类的Class类提供了一系列的方法给我们用来获取其中的变量、方法、构造方法等信息,这些信息也有相应的类的实例来表示,也就是Field、Method、Constructor等等。或者更通俗的说,Field就是java类中的所有变量的抽象、同理Method就是java类中所有方法的抽象,如果还是看不懂,很正常,往下看代码估计更好理解。

  构造方法的反射

  从前面我们知道,Constructor就是java类所有构造方法的抽象。那么我们怎么通过反射来获取类的构造方法呢,参见代码:

  public class Test{

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

  Class cls = Person.class;//获取Person类的字节码

  Constructor constructor1 = cls.getConstructor();//调用getConstructor()获取Person无参构造方法

  Person p1 = (Person) constructor1.newInstance();//通过调用newInstance()来执行无参构造方法

  Constructor constructor2 = cls.getConstructor(int.class);//调用getConstructor(*.class)获取Person带参构造方法

  Person p2 = (Person) constructor2.newInstance(1);//通过调用newInstance(int)来执行带参构造方法

  }

  }

  class Person{

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

  public Person(int i){System.out.println("带参构造方法");}

  }

  控制台输出:

  无参构造方法

  带参构造方法

  这里我们开始讲解一下,代码通过Person.class来获取Person类的字节码并将其保存在一个Class类的实例cls中,然后再通过cls.getConstructor()来获取字节码中的构造方法并将其放入Constructor的实例constructor之中,很明显,这个constructor并不是Person的构造方法,而是保存Person构造方法的一个实例,所以我们可以通过调用newInstance()来获取保存在constructor中的person类的构造方法并执行,构造方法执行并返回一个Object的实例,并将其强转为Person并保存在person的变量中,这就是调用反射来获取构造方法生成实例的全过程。

  在代码中,我们也可以知道怎么获取带参的构造方法,这是我们需要在getConstructor()是传入构造方法对应参数的字节码,例如代码中Person(int i)我们需要传入一个int.class(或者是Integet.TYPE)的字节码提供给Class定位需要获取的构造方法。但是如果你比较贪心想获取全部的构造方法,没问题,通过getConstructors():

  Class cls = Person.class;//获取Person类的字节码

  Constructor[] constructors = cls.getConstructors();//调用getConstructor()获取Person无

  参构造方法

  for(Constructor c : constructors){

  //Person p = c.newInstance(****);遍历执行构造方法

  }

  然后通过for循环,就可以处理你所需要的构造方法了。

  成员变量的反射

  我们说完了构造方法的反射,我们就接下来谈谈成员变量的反射的用法。惯例还是先看代码:

  public class Test{

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

  Person p = new Person("小红", 20);

  Class cls = Class.forName("com.net168.test.Person");

  Field fieldName = cls.getField("name");

  //fieldNmae的值是小红吗?错!它只是代表Person类身上name的这个变量,并没有对应到对象身上

  // System.out.println(fieldNmae);

  //fieldNmae不代表具体的值,只代表一个变量,所以我们需要传入一个person实例才能获取到其对应的值

  System.out.println(fieldName.get(p));

  }

  }

  class Person{

  public Person(String name, int age){

  this.name = name;

  this.age = age;

  }

  public String name;

  private int age;//对于某些人来说,年龄是秘密!

  }

  跟构造方法的反射的实现差不多,我们也是先通过获取Person的字节码cls,然后从其中将Person的成员变量映射成一个Field类,在这里我们将Person.name这个变量映射成fieldName这个对象,当然我们不可能单纯的从fieldName这个对象中获取咱们的“小红”,因为fieldName是从cls中获取的而并不是从person的实例中获取的,所以它值并不是小红;而是我们可以通过小红这个person的实例p与fieldName联系起来,也就是调用fieldName.get(p)才能获取小红这个字符串。

  但是我们如果想获取小红年龄呢,女人的年龄大多是秘密,私有变量我们也可以这样获取吗?

  修改下代码:

  Person p = new Person("小红", 20);

  Class cls = Class.forName("com.net168.test.Person");

  Field fieldAge = cls.getField("age");

  System.out.println(fieldAge.get(p));

  执行结果是:

  Exception in thread "main" java.lang.NoSuchFieldException: age

  at java.lang.Class.getField(Unknown Source)

  at com.net168.test.Test.main(Test.java:11)

  没有这个字段,明明是有这个age的字段呀!但是我们发现,原来这个女生的年龄是私有的,她就是不肯告诉咱们啊,那怎么办?她不想告诉我们,我们就没法知道了吗?屌丝是不会那么容易屈服的!所以我们可以稍作一点处理,如下:

  Person p = new Person("小红", 20);

  Class cls = Class.forName("com.net168.test.Person");

  Field fieldAge = cls.getDeclaredField("age");//获取类的私有变量

  fieldAge.setAccessible(true);//设置该私有变量可被外面访问

  System.out.println(fieldAge.get(p));

  可以通过getDeclaredField()来获取Person类的私有变量,而且我们还可以在获取到外界看不到的私有变量后,再通过setAccessible(true)设置该私有变量可以被强制访问。暴力吧,JAVA的反射也被有些人叫做暴力反射。。。运行代码,我们就知道了小红的芳龄 了:20成员方法的反射

  如果大家看懂了前面成员变量和构造方法的反射,基本上再了解成员方法的反射就没有什么困难了,不卖关子,还是先上下代码:

  public class Test{

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

  Person p = new Person();

  Class cls = p.getClass();//获取Person的字节码

  //获取setName()方法,需要传入参数为String

  Method method1 = cls.getMethod("setName", String.class);

  method1.invoke(p, "小明");//关联p,输入“小明”并执行该方法

  //获取getName()方法,无参则设为null

  Method method2 = cls.getMethod("getName", null);

  String name = (String) method2.invoke(p, null);//invoke返回的类型为Object

  System.out.println(name);

  //获取静态方法,由于静态方法只依赖与类,所以不需要提供具体的实例

  Method method3 = cls.getMethod("show", int.class);

  // method3.invoke(p, 1);提供具体实例p也可通过编译

  method3.invoke(null, 1);

  }

  }

  class Person{

  public String name;

  public String getName(){

  return name;

  }

  public void setName(String name){

  this.name = name;

  System.out.println("设置name值为:" + name);

  }

  public static void show(int i){

  System.out.println("这是一个静态方法:" + i);

  }

  }

  程序运行结果:

  设置name值为:小明

  小明

  这是一个静态方法:1

  在方法的反射中,我们是利用了Method这个类,由于跟构造方法类似,所以我不就再就获取有参无参的方法的不同之处进行讲解。总体来说,就是通过Person的字节码获取到Person类中对应的方法并将其保存到Method的一个对象中,然后通过这个对象跟Person的具体实例进行搭配,通过invoke()就可以调用到具体实例的对应方法。在这里我们需要注意的时静态方法的反射,由于静态方法属于一个类并不是属于特定的一个对象,所以我们在调用静态方法的invoke()时,并不需要传入一个对象,当然你非要传入一个具体的实例也是没有关系的,答案依然正确。