反射的深入浅出

刚开始接触反射这个概念，感觉反射这个机制很复杂很难懂，所以在这篇文章中对java的反射机制以个人的理解总结归纳。

1. 什么是反射？

什么是反射？在官方文档中是这样说的：

  reflection is commonly used by programs which require the ability to examine ormodify the runtime behavior of applications running in the java virtual machine. 
this is a relatively advanced feature and should be used only by developers whohave a strong grasp of the fundamentals of the language.
  with that caveat in mind, reflection is a powerful technique and can enable applications to perform operations which would otherwise be impossible

翻译一下：

   反射技术通常被用来检测和改变应用程序在 java 虚拟机中的行为表现。它是一个相对而言比较高级的技术，通常它应用的前提是开发者本身对于 java 语言特性有很强的理解的基础上。值得说明的是，反射是一种强有力的技术特性，因此可以使得应用程序执行一些常规手段无法企及的目的。

个人理解：反射是一种很牛x的技术，使用反射的条件是程序猿是一个大猿，对java的特性非常理解。反射的牛逼之处在于他可以完成一些非常规操作。

举个栗子来说明一下：

  稍微想了一下，觉得用煮饭这个栗子来说明吧，不知道准不准确（^,^）。平时我们在家里一般是用电饭煲来煮饭的，煮饭的步骤一般是：淘米——>擦干锅底——>把锅放到电饭煲里——>合上盖子，通电，电饭煲工作——>饭煮熟了，可以吃了，但现在有个需求，我要在煮饭的过程中加个鸡蛋，这时怎么解决呢？是不是打开正在通电煮饭的电饭煲，然后把鸡蛋放进去呢？（来自吃货的需求^_^）其实反射就相当于刚才加鸡蛋的过程。所以反射很牛逼，他不按常规套路出牌，在程序运行的过程中搞一些小动作，以达到“吃货”的目的。补充一下：“淘米——>擦干锅底——>把锅放到电饭煲里——>”这个过程可以看做编码编译过程，“——>合上盖子，通电，电饭煲工作”可以看做是程序运行过程，“——>饭煮熟了，可以吃了”可以看做程序运行结束。

 

2.java中的反射机制

2.1 反射中常见的类

理解反射机制时，首先熟悉一下几个类：

1）class类

class类实例表示正在运行的java应用程序中的类和接口。class是普通类、接口、枚举类、数组等的抽象，即它们的类型就是class，它们是class的实例。

既然class代表着类和接口，那么我们可以通过他的实例（字节码文件）来获取对应类或接口的信息，如：注解、修饰符、类型、类的名称、属性、方法、构造方法、直接父类和子类等，还有可以创建它的实例，但只能调用无参构造方法来创建。

什么看不懂？举个栗子，我们都知道，生物可以分为动物、植物、微生物和病毒等，而动物又有人、喵星人、小狗等，植物、微生物和病毒也一样。同样，我们可以类比一下，生物就是class，动物是普通类，植物是接口，微生物是枚举类、病毒是数组（枚举和数组是特殊的类），而人、喵星人、小狗是我们熟悉的对象，如图

这下可整明白了吧，普通类、接口、枚举、数组其实都可以当做class的对象。

2）field类

   field表示类的属性，属性含有修饰符、类型、属性名称和值。所以可以通过field的实例获取属性的修饰符、类型、属性名称，并且可以修改属性的值。

3）method类

   method表示类的成员方法，方法包括注解、修饰符、返回类型、方法名，参数等。所以可以通过method的实例获取方法的的信息，如，注解、修饰符、返回类型、方法名并且可以调用所表示的方法。

4）constructor类

   constructor表示构造方法，可以通过constructor的实例获取构造方法的信息，如，修饰符等，并且可以通过它来创建它所在类的的实例。

5）modifier类

    modifier表示修饰符，可通过它来获取修饰符的信息，例如何种修饰符等

6）annotation

  annotation代表注解

 

以上类都位于java.lang中

2.2 获取class对象的方法

了解了什么是反射后，是不是也想体验一下反射这种骚操作？

想秀操作，首先要获取class对象吧，因为class对象是代表着各种类，有了它之后才可以得到类的各种信息。获取方法如下：

1）通过object.getclass()

1 public static void main(string[] args) {
2         
3         car car = new car();
4         
5         class clazz = car.getclass();
6     }

注意：此方法不适用于int、float等类型

2）通过(类型名).class、包装类.type

1 public static void main(string[] args) {
2         class clazz = car.class;
3         class cls1 = int.class;
4         class cls2 = string.class;
5         class cls3=iteger.type
6     }

3）通过class.forclass(string 类的全限定名）

1 try {
2     class clz = class.forname("com.frank.test.car");
3 } catch (classnotfoundexception e) {
4     e.printstacktrace();
5 }

采 用哪种方法来获取，看实际情况而定。

2.3获取类信息

有了class对象后，就可以获取类的成员（方法+属性）、注解和类的修饰符等。上面也说了，java中方法用method类表示、属性用field类表示、注解用annotation类来表示、修饰符用modifier类表示。class类中有对应的方法来获取他们。如下：

2.3.1 获取属性field的对象

1 //获取所有的属性，但不包括从父类继承下来的属性
2 public field[] getdeclaredfields() throws securityexception 
3 //获取自身的所有的 public 属性，包括从父类继承下来的。
4 public field[] getfields() throws securityexception

5 //获取在本类中声明的指定的属性，参数为属性的名称
6 public field getdeclaredfield(string name) 
7 //获取指定的公有属性，包括父类的，参数为属性的名称
8 public field getfield(string name) 

2.3.2 获取方法method对象

//获取本类声明指定的的方法，第一个参数是方法的名称，后面的参数是方法参数类型的类，
//如获取setname（string name）方法，getdeclaremethod（“setname”，string.class）
public method getdeclaredmethod(string name, class<?>... parametertypes)
//获取公有的方法，包括父类的
public method getmethod(string name, class<?>... parametertypes)
//获取本类中声明的所有方法
public method[] getdeclaredmethods()
//获取所有的公有方法，包括父类的
public method[] getmethods()

2.3.3 获取构造器constructor对象

1 //获取本类中指定的构造方法
2 public constructor<t> getdeclaredconstructor(class<?>... parametertypes)
3 //获取指定的公有构造方法
4 public constructor<t> getconstructor(class<?>... parametertypes)
5 //获取本类中所有的构造方法
6 public constructor<?>[] getdeclaredconstructors() throws securityexception 
7 //获取本类中所有的公有构造方法
8 public constructor<?>[] getconstructors()

构造方法的获取与普通方法的获取大致是一样的。

------------------------------------------------------------------

以上的方法都是在class类中，别傻傻不知道（别问我怎么知道的>_>）,然后通过class对象调用就可以了。

这里只是列举了常用类信息的的获取方法，其他信息的获取方法，看api文档吧，如注解、类的class的对象（额好像有点绕。。。）等.

 

2.4 获取类成员信息

上面只是获取了类的成员所代表类的对象，我们还要使用他们或者获取成员的信息（名称、修饰符等）。因为有了代表成员的对象，使用对象调用实例方法就可以了。

2.4.1 field类

field类的方法大概可以分为两种，一种是获取属性的信息，另外一种是设置属性的值。

第一种：

 1 //返回由此 field对象表示的字段的名称
 2  string  getname() 
 3 //返回一个 类对象标识了此表示的字段的声明类型 field对象。 
 4 class<?>  gettype() 
 5 //返回由该 field对象表示的字段的java语言修饰符，作为整数。把整数作为modifier的构造方法的参数，就可以获取该整数代表的修饰符类的对象了
 6 int  getmodifiers() 
 7 ----------------------------------------------------------------
 8 
 9 //获取类型为 int的静态或实例字段的值，或通过扩展转换转换为类型 int的另一个原始类型的值。
10 int getint(object obj) 
11 //获取类型为 long的静态或实例字段的值，或通过扩大转换获得可转换为类型 long的另一个基本类型的值。 
12 long getlong(object obj) 
13 ......此处省略一堆get**（object obj）的方法，属性是什么基本类型，就get什么就行了
14属性是引用类型，那么就调用以下方法

15 //返回该所表示的字段的 field ，指定的对象上。  16 object get(object obj)

第二种：

 1 //设置作为一个字段的值 double指定的对象上。  
 2 void setdouble(object obj, double d) 
 3 //设置作为一个字段的值 float指定的对象上。  
 4 void setfloat(object obj, float f) 
 5 //设置作为一个字段的值 int指定的对象上。
 6 void setint(object obj, int i) 
 7 ........此处省略一堆set**()方法，属性是什么基本类型就set什么就行了
 8 属性是引用类型，那么就调用以下方法
 9 //将指定对象参数上的此 field对象表示的字段设置为指定的新值。
10 void  set(object obj, object value)  

注意啦：如果没有访问权限的话，默认是不能设置属性值的，那怎么办呢？是不是就秀不了操作了？然而，前面也说了，反射很牛逼，可以来一些非常规操作，
这时我们调用class对象的setaccessible（true）方法就可以了！
是不是觉得反射可以很强？

2.4.1 method类

method类的方法主要是获取方法的信息
部分方法：

1 int getmodifiers() //返回由该对象表示的可执行文件的java语言modifiers 。  
2 string getname() //返回由此 方法对象表示的方法的名称，作为 string 。  
3 annotation[][] getparameterannotations() //返回一个 annotation s的数组数组，表示由该对象表示的executable的形式参数的声明顺序的 executable 。  
4 int getparametercount() //返回由此对象表示的可执行文件的形式参数（无论是显式声明还是隐式声明）的数量。  
5 class<?>[] getparametertypes() //返回一个 类对象的数组， 类以声明顺序表示由该对象表示的可执行文件的形式参数类型。  

2.4.1 constructor类

constructor类的方法主要是获取构方法的信息和创建对象

获取方法信息：

1 int getmodifiers() //返回由该对象表示的可执行文件的java语言modifiers 。  
2 string getname() //以字符串形式返回此构造函数的名称。  
3 annotation[][] getparameterannotations() //返回的数组的数组 annotation表示的形参进行注释s时，声明顺序的的 executable该对象表示。  
4 int getparametercount() //返回由此对象表示的可执行文件的形式参数（无论是显式声明还是隐式声明）的数量。  
5 class<?>[] getparametertypes() //返回一个 类对象的数组， 类以声明顺序表示由该对象表示的可执行文件的形式参数类型。 

创建对象的方法先不说，放到后面去。

2.5 反射创建对象和调用方法

2.5.1 创建普通类的对象

创建普通类的对象可以分为两种方法

第一种：调用class对象的方法

4 //首先获取class对象
5 class clazz=class.forclass("test.student");
6 //创建对象
7 student stu=(student)clazz.newinstance();

注：此方法只能创建无参构造函数的类的对象

第二种：通过constructor的newinstance（）方法

1 //首先创建class对象
2 class clazz=class.forclass("test.student");
3 //获取想调用的构造函数
4 constructor constructor=clazz.getconstructor(string.class, int.class);
5 //调用constructor的newinstance（）方法
6 student stu=(student)constructor.newinstance("大王"，20);

2.5.2 创建数组

数组本质上是一个 class，而在 class 中存在一个方法用来识别它是否为一个数组。

反射创建数组是通过 array.newinstance(t.class,维数) 这个方法。

第一个参数指定的是数组内的元素类型，后面的是可变参数，表示的是相应维度的数组长度限制。

比如，我要创建一个 int[2][3] 的数组。

1 int[][]  a=array.newinstance(integer.type, 2, 3);

2.5.3 调用方法

用了上面的方法，就有class对象，有方法method对象，有实例，现在已经万事俱备，只欠东风了。

那我们怎么调用方法呢？在method类有这么一个方法object  invoke(object obj, object... args），object为实例对象，args为调用方法的参数

来个栗子：

1 class<?> c = class.forname("com.kal01.reflect05.person");//获取class对象
2 person p1 = (person) c.newinstance();//获取实例
3 method m3 = c.getdeclaredmethod("test");//获取方法
4 m3.setaccessible(true);//当没有访问权限时，设置一下就可以
5 m3.invoke(p1);//调用方法
6 m3.setaccessible(false);//修改了访问权限，记得修改回来

2.6 静态加载与动态加载

看到这里是不是有个疑问，反射调用类的方法好像除了复杂之外，跟我们平时调用没什么区别。何必弄那么花里胡哨？

所以在这里简单说一下静态加载与动态加载。

回想一下之前煮饭的那个栗子，静态加载和动态加载的这个例子有点相似。

静态加载：我们在程序中使用类时，静态加载是要求要使用的类必须要求在编译的时候存在，否则编译器报错，无法运行程序。编码时忘记导包时，经常会出现这种错误。

动态加载：利用反射来加载类（即获得class对象），不要求我们在编译期存在要是用的那个类，在程序运行时，才去寻找类（可以从jar包，网络等寻找），然后把类加载到方法区中，如果没有找到这个类会抛出classnotfoundexception异常。

有图有真相：

这下看出来反射的牛逼之处了吧，利用反射使用类时，并不需要这个类在编译期存在，这就增加了程序的灵活性，可以完成我们的骚操作！

最后总结一下：

使用反射时，记住一句话：老哥，稳住，别翻车！