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Java反射超详解✌
1.反射基础
Java反射机制是在程序的运行过程中,对于任何一个类,都能够知道它的所有属性和方法;对于任意一个对象,都能够知道它的任意属性和方法,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。
Java反射机制主要提供以下这几个功能:
- 在运行时判断任意一个对象所属的类
- 在运行时构造任意一个类的对象
- 在运行时判断任意一个类所有的成员变量和方法
- 在运行时调用任意一个对象的方法
1.1Class类
Class类,Class类也是一个实实在在的类,存在于JDK的java.lang包中。Class类的实例表示java应用运行时的类(class ans enum)或接口(interface and annotation)(每个java类运行时都在JVM里表现为一个class对象,可通过类名.class
、类型.getClass()
、Class.forName("类名")
等方法获取class对象)。数组同样也被映射为为class 对象的一个类,所有具有相同元素类型和维数的数组都共享该 Class 对象。基本类型boolean,byte,char,short,int,long,float,double和关键字void同样表现为 class 对象。
到这我们也就可以得出以下几点信息:
- Class类也是类的一种,与class关键字是不一样的。
- 手动编写的类被编译后会产生一个Class对象,其表示的是创建的类的类型信息,而且这个Class对象保存在同名.class的文件中(字节码文件)。
- 每个通过关键字class标识的类,在内存中有且只有一个与之对应的Class对象来描述其类型信息,无论创建多少个实例对象,其依据的都是用一个Class对象。
- Class类只存私有构造函数,因此对应Class对象只能有JVM创建和加载。
- Class类的对象作用是运行时提供或获得某个对象的类型信息,这点对于反射技术很重要(关于反射稍后分析)。
1.2类加载
-
类加载机制流程
-
类的加载
注:详细的类加载内容,看JVM板块。
2.反射的使用
2.1Class对象的获取
在类加载的时候,jvm会创建一个class对象。class对象可以说是反射中最常见的。
获取class对象的方式的主要三种:
- 根据类名:类名.class
- 根据对象:对象.getClass()
- 根据全限定类名:Class.forName(全限定类名)
public class demo1Main1
public static void main(String[] args) throws Exception
//获取Class对象的三种对象
System.out.println("根据类名:\\t" + User.class);
System.out.println("根据对象:\\t" + new User().getClass());
System.out.println("根据全限定类名:\\t" + Class.forName("demo1.User"));
//常用的方法
Class<User> userClass = User.class;
System.out.println("获取全限定类名:\\t" + userClass.getName());
System.out.println("获取类名:\\t" + userClass.getSimpleName());
System.out.println("实例化:\\t" + userClass.newInstance());
输出结果:
根据类名: class demo1.User
根据对象: class demo1.User
根据全限定类名: class demo1.User
获取全限定类名: demo1.User
获取类名: User
实例化: Username='init', age=0
再来看看Class类的方法:
-
toString()
public String toString() return (isInterface() ? "interface " : (isPrimitive() ? "" : "class ")) + getName();
toString()方法能够将对象转换为字符串,toString()首先判断Class类型是否是接口类型,也就是说普通类和接口都能用Class对象表示,然后在判断是否是基本数据类型,这里判断的都是基本数据类型和包装类,还有void类型。
-
getName()
获取类的全限定名称。(包括包名)即类的完整名称。
- 如果是引用类型。比如 String.class.getName()→
java.lang.String
- 如果是基本数据类型。比如 byte.class.getName()→
byte
- 如果是数组类型。比如 new Object[3].getClass().getName()→
[Ljava.lang.Object;
- 如果是引用类型。比如 String.class.getName()→
-
getSimpleName()
获取类名(不包括包名)。
-
getCanonicalName()
获取全限定的类名(包括包名)。
-
toGenericString()
返回类的全限定名称,而且包括类的修饰符和类型参数信息。
-
forName()
根据类名获得一个Class对象的引用,这个方法会使类对象进行初始化。
例如:
Class t = Class.forName("java.lang.Thread")
就能够初始化一个Thread线程对象。在Java中,一共有三种获取类实例的方式:
Class.forName(java.lang.Thread)
Thread.class
thread.getClass()
-
newInstance()
创建一个类的实例,代表着这个类的对象。上面forName()方法对类进行初始化,newInstance方法对类进行实例化。使用该方法创建的类,必须带有无参的构造器。 -
getClassLoader()
获取类加载器对象。
-
getInterfaces()
获取当前类实现的类或是接口,可能是多个,所以返回的是Class数组。
-
isInterface()
判断Class对象是否是表示一个接口。
-
getFields()
获得某个类的所有的公共(public)的字段,包括继承自父类的所有公共字段。 类似的还有
getMethods
和getConstructors
。 -
getDeclaredFields
获得某个类的自己声明的字段,即包括public、private和proteced,默认但是不包括父类声明的任何字段。类似的还有
getDeclaredMethods
和getDeclaredConstructors
。
getName、getCanonicalName与getSimpleName的区别:
getSimpleName
:只获取类名.getName
:类的全限定名,jvm中Class的表示,可以用于动态加载Class对象,例如Class.forName。getCanonicalName
:返回更容易理解的表示,主要用于输出(toString)或log打印,大多数情况下和getName一样,但是在内部类、数组等类型的表示形式就不同了。
栗子:
package com.cry;
public class Test
private class inner
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException
//普通类
System.out.println(Test.class.getSimpleName()); //Test
System.out.println(Test.class.getName()); //com.cry.Test
System.out.println(Test.class.getCanonicalName()); //com.cry.Test
//内部类
System.out.println(inner.class.getSimpleName()); //inner
System.out.println(inner.class.getName()); //com.cry.Test$inner
System.out.println(inner.class.getCanonicalName()); //com.cry.Test.inner
//数组
System.out.println(args.getClass().getSimpleName()); //String[]
System.out.println(args.getClass().getName()); //[Ljava.lang.String;
System.out.println(args.getClass().getCanonicalName()); //java.lang.String[]
//我们不能用getCanonicalName去加载类对象,必须用getName
//Class.forName(inner.class.getCanonicalName()); 报错
Class.forName(inner.class.getName());
2.2Constructor类及其用法
Constructor类存在于反射包(java.lang.reflect)中,反映的是Class 对象所表示的类的构造方法。
获取Constructor对象是通过Class类中的方法获取的,Class类与Constructor相关的主要方法如下:
方法返回值 | 方法名称 | 方法说明 |
---|---|---|
Constructor | getConstructor(Class<?>… parameterTypes) | 返回指定参数类型、具有public访问权限的构造函数对象 |
Constructor<?>[] | getConstructors() | 返回所有具有public访问权限的构造函数的Constructor对象数组 |
Constructor | getDeclaredConstructor(Class<?>… parameterTypes) | 返回指定参数类型、所有声明的(包括private)构造函数对象 |
Constructor<?>[] | getDeclaredConstructors() | 返回所有声明的(包括private)构造函数对象 |
T | newInstance() | 调用无参构造器创建此 Class 对象所表示的类的一个新实例。 |
栗子:
public class ConstructionTest implements Serializable
public static void main(String[] args) throws Exception
Class<?> clazz = null;
//获取Class对象的引用
clazz = Class.forName("com.example.javabase.User");
//第一种方法,实例化默认构造方法,User必须无参构造函数,否则将抛异常
User user = (User) clazz.newInstance();
user.setAge(20);
user.setName("Jack");
System.out.println(user);
System.out.println("--------------------------------------------");
//获取带String参数的public构造函数
Constructor cs1 =clazz.getConstructor(String.class);
//创建User
User user1= (User) cs1.newInstance("hiway");
user1.setAge(22);
System.out.println("user1:"+user1.toString());
System.out.println("--------------------------------------------");
//取得指定带int和String参数构造函数,该方法是私有构造private
Constructor cs2=clazz.getDeclaredConstructor(int.class,String.class);
//由于是private必须设置可访问
cs2.setAccessible(true);
//创建user对象
User user2= (User) cs2.newInstance(25,"hiway2");
System.out.println("user2:"+user2.toString());
System.out.println("--------------------------------------------");
//获取所有构造包含private
Constructor<?> cons[] = clazz.getDeclaredConstructors();
// 查看每个构造方法需要的参数
for (int i = 0; i < cons.length; i++)
//获取构造函数参数类型
Class<?> clazzs[] = cons[i].getParameterTypes();
System.out.println("构造函数["+i+"]:"+cons[i].toString() );
System.out.print("参数类型["+i+"]:(");
for (int j = 0; j < clazzs.length; j++)
if (j == clazzs.length - 1)
System.out.print(clazzs[j].getName());
else
System.out.print(clazzs[j].getName() + ",");
System.out.println(")");
class User
private int age;
private String name;
public User()
super();
public User(String name)
super();
this.name = name;
/**
* 私有构造
* @param age
* @param name
*/
private User(int age, String name)
super();
this.age = age;
this.name = name;
public int getAge()
return age;
public void setAge(int age)
this.age = age;
public String getName()
return name;
public void setName(String name)
this.name = name;
@Override
public String toString()
return "User" +
"age=" + age +
", name='" + name + '\\'' +
'';
输出结果:
Userage=20, name='Jack'
--------------------------------------------
user1:Userage=22, name='hiway'
--------------------------------------------
user2:Userage=25, name='hiway2'
--------------------------------------------
构造函数[0]:private com.example.javabase.User(int,java.lang.String)
参数类型[0]:(int,java.lang.String)
构造函数[1]:public com.example.javabase.User(java.lang.String)
参数类型[1]:(java.lang.String)
构造函数[2]:public com.example.javabase.User()
参数类型[2]:()
关于Constructor类本身一些常用方法如下(仅部分,其他可查API):
方法返回值 | 方法名称 | 方法说明 |
---|---|---|
Class | getDeclaringClass() | 返回 Class 对象,该对象表示声明由此 Constructor 对象表示的构造方法的类,其实就是返回真实类型(不包含参数) |
Type[] | getGenericParameterTypes() | 按照声明顺序返回一组 Type 对象,返回的就是 Constructor对象构造函数的形参类型。 |
String | getName() | 以字符串形式返回此构造方法的名称。 |
Class<?>[] | getParameterTypes() | 按照声明顺序返回一组 Class 对象,即返回Constructor 对象所表示构造方法的形参类型 |
T | newInstance(Object… initargs) | 使用此 Constructor对象表示的构造函数来创建新实例 |
String | toGenericString() | 返回描述此 Constructor 的字符串,其中包括类型参数。 |
栗子:
Constructor cs3 = clazz.getDeclaredConstructor(int.class,String.class);
System.out.println("-----getDeclaringClass-----");
Class uclazz=cs3.getDeclaringClass();
//Constructor对象表示的构造方法的类
System.out.println("构造方法的类:"+uclazz.getName());
System.out.println("-----getGenericParameterTypes-----");
//对象表示此 Constructor 对象所表示的方法的形参类型
Type[] tps=cs3.getGenericParameterTypes();
for (Type tp:tps)
System.out.println("参数名称tp:"+tp);
System.out.println("-----getParameterTypes-----");
//获取构造函数参数类型
Class<?> clazzs[] = cs3.getParameterTypes();
for (Class claz:clazzs)
System.out.println("参数名称:"+claz.getName());
System.out.println("-----getName-----");
//以字符串形式返回此构造方法的名称
System.out.println("getName:"+cs3.getName());
System.out.println("-----getoGenericString-----");
//返回描述此 Constructor 的字符串,其中包括类型参数。
System.out.println("getoGenericString():"+cs3.toGenericString());
输出结果:
-----getDeclaringClass-----
构造方法的类:com.example.javabase.User
-----getGenericParameterTypes-----
参数名称tp:int
参数名称tp:class java.lang.String
-----getParameterTypes-----
参数名称:int
参数名称:java.lang.String
-----getName-----
getName:com.example.javabase.User
-----getoGenericString-----
getoGenericString():private com.example.javabase.User(int,java.lang.String)
2.3Field类及其用法
Field 提供有关类或接口的单个字段的信息,以及对它的动态访问权限。反射的字段可能是一个类(静态)字段或实例字段。
同样的道理,我们可以通过Class类的提供的方法来获取代表字段信息的Field对象,Class类与Field对象相关方法如下:
方法返回值 | 方法名称 | 方法说明 |
---|---|---|
Field | getDeclaredField(String name) | 获取指定name名称的(包含private修饰的)字段,不包括继承的字段 |
Field[] | getDeclaredField() | 获取Class对象所表示的类或接口的所有(包含private修饰的)字段,不包括继承的字段 |
Field | getField(String name) | 获取指定name名称、具有public修饰的字段,包含继承字段 |
Field[] | getField() | 获取修饰符为public的字段,包含继承字段 |
栗子:
public class ReflectField
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException
Class<?> clazz = Class.forName("reflect.Student");
//获取指定字段名称的Field类,注意字段修饰符必须为public而且存在该字段,
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