Java中的灵魂-反射机制

全文都是转载的嗑嗑磕嗑瓜子的猫这位大神的文章，写的非常好，转载过来主要是想将好的知识保存下来方便以后再查阅。原文请点这

思考：在讲反射之前，先思考一个问题，java中如何创建一个对象，有哪几种方式?

Java中创建对象大概有这几种方式：

1、使用new关键字：这是我们最常见的也是最简单的创建对象的方式

2、使用Clone的方法：无论何时我们调用一个对象的clone方法，JVM就会创建一个新的对象，将前面的对象的内容全部拷贝进去

3、使用反序列化：当我们序列化和反序列化一个对象，JVM会给我们创建一个单独的对象

上边是Java中常见的创建对象的三种方式，其实除了上边的三种还有另外一种方式，就是接下来我们要讨论的 “反射”

1、反射概述

1.1什么是反射

反射就是把Java类中的各个部分，映射成一个个的Java对象，拿到这些对象后可以做一些事情。

既然说反射是反射Java类中的各个组成部分，所以说咱们得知道一个类中有哪儿些部分？

例如，一个类有：成员变量，方法，构造方法，等信息，利用反射技术咱们可以把这些组成部分映射成一个个对象。

1.2、反射能干什么

说完反射的概念后，咱们说一下反射能干什么？

一般来说反射是用来做框架的，或者说可以做一些抽象度比较高的底层代码，反射在日常的开发中用到的不多，但是咱们还必须搞懂它，因为搞懂了反射以后，可以帮助咱们理解框架的一些原理。所以说有一句很经典的话：反射是框架设计的灵魂。现在说完这个可能还不太能理解，不急，等下说完一个快速入门的例子后，应该会稍微有点感觉

1.3、怎么得到想反射的类

刚才已经说过，反射是对一个类进行解剖，想解剖一个东西，前提是首先你得拿到这个东西，那么怎么得到咱们想解剖的类呢？

首先大家要明白一点，咱们写的代码是存储在后缀名是 .java的文件里的，但是它会被编译，最终真正去执行的是编译后的 .class文件。Java是面向对象的语言，一切皆对象，所以java认为 这些编译后的 class文件，这种事物也是一种对象，它也给抽象成了一种类，这个类就是Class，大家可以去AIP里看一下这个类

所以拿到这个类后，就相当于拿到了咱们想解剖的类，那怎么拿到这个类？

看API文档后，有一个方法forName(String className); 而且是一个静态的方法，这样咱们就可以得到想反射的类了

到这里，看Class clazz = Class.forName("com.cj.test.Person");这个应该有点感觉了吧

Class.forName("com.cj.test.Person");因为这个方法里接收的是个字符串，字符串的话，我们就可以写在配置文件里，然后利用反射生成我们需要的对象，这才是我们想要的。很多框架里都有类似的配置

2、解剖类

我们知道一个类里一般有构造函数、方法、成员变量(字段/属性)这三部分组成

翻阅API文档，可以看到

Class对象提供了如下常用方法：

public Constructor getConstructor(Class<?>…parameterTypes)

public Method getMethod(String name,Class<?>… parameterTypes)

public Field getField(String name)

public Constructor getDeclaredConstructor(Class<?>…parameterTypes)

public Method getDeclaredMethod(String name,Class<?>… parameterTypes)

public Field getDeclaredField(String name)

这些方法分别用于帮咱们从类中解剖出构造函数、方法和成员变量(属性)。

然后把解剖出来的部分，分别用Constructor、Method、Field对象表示。

2.1反射构造方法

2.1.1反射无参的构造函数

可以看到 默认的无参构造方法执行了

从上边的例子看出，要想反射，首先第一步就是得到类的字节码

所以简单说一下得到类的字节码的几种方式

(1)、Class.forName("com.cj.test.Person"); 这就是上边我们用的方式

(2)、对象.getClass();

(3)、类名.class;

2.1.2反射“一个参数”的构造函数

2.1.3反射“多个参数”的构造函数

2.1.4反射“私有”的构造函数

注意：在反射私有的构造函数时，用普通的clazz.getConstructor（）会报错，因为它是私有的，所以提供了专门反射私有构造函数的方法 clazz.getDeclaredConstructor(int.class);//读取私有的构造函数，用这个方法读取完还需要设置一下暴力反射才可以

c.setAccessible(true);//暴力反射

2.1.5反射得到类中所有的构造函数

2.2反射类中的方法

package com.cj.test;
 
import java.util.Date;
 
public class Person {
	
	public Person(){
		System.out.println("默认的无参构造方法执行了");
	}
 
	public Person(String name){
		System.out.println("姓名:"+name);
	}
	
	public Person(String name,int age){
		System.out.println(name+"="+age);
	}
	
	private Person(int age){
		System.out.println("年龄:"+age);
	}
	
	public void m1() {
		System.out.println("m1");
	}
	
	public void m2(String name) {
		System.out.println(name);
	}
	
	public String m3(String name,int age) {
		System.out.println(name+":"+age);
		return "aaa";
	}
	
	private void m4(Date d) {
		System.out.println(d);
	}
	
	public static void m5() {
		System.out.println("m5");
	}
	
	public static void m6(String[] strs) {
		System.out.println(strs.length);
	}
 
        public static void main(String[] args) {
		System.out.println("main");
	}
 
}
 

package com.cj.test;
 
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Date;
import org.junit.Test;
 
public class Demo2 {
 
	@Test//public void m1()
	public void test1() throws Exception{
		Class clazz = Class.forName("com.cj.test.Person");
		Person p = (Person)clazz.newInstance();
		Method m = clazz.getMethod("m1", null);
		m.invoke(p, null);
	}
	@Test//public void m2(String name)
	public void test2() throws Exception{
		Class clazz = Person.class;
		Person p = (Person) clazz.newInstance();
		Method m = clazz.getMethod("m2", String.class);
		m.invoke(p, "张三");
	}
	@Test//public String m3(String name,int age)
	public void test3() throws Exception{
		Class clazz = Person.class;
		Person p = (Person) clazz.newInstance();
		Method m = clazz.getMethod("m3", String.class,int.class);
		String returnValue = (String)m.invoke(p, "张三",23);
		System.out.println(returnValue);
	}
	@Test//private void m4(Date d)
	public void test4() throws Exception{
		Class clazz = Person.class;
		Person p = (Person) clazz.newInstance();
		Method m = clazz.getDeclaredMethod("m4", Date.class);
		m.setAccessible(true);
		m.invoke(p,new Date());
	}
	@Test//public static void m5()
	public void test5() throws Exception{
		Class clazz = Person.class;
		Method m = clazz.getMethod("m5", null);
		m.invoke(null,null);
	}
	@Test//private static void m6(String[] strs)
	public void test6() throws Exception{
		Class clazz = Person.class;
		Method m = clazz.getDeclaredMethod("m6",String[].class);
		m.setAccessible(true);
		m.invoke(null,(Object)new String[]{"a","b"});
	}
	@Test
	public void test7() throws Exception{
		Class clazz = Person.class;
		Method m = clazz.getMethod("main",String[].class);
		m.invoke(null,new Object[]{new String[]{"a","b"}});
	}
}

*****注意：看下上边代码里test6和test7的invoke方法里传的参数和其他的有点不一样

这是因为 jdk1.4和jdk1.5处理invoke方法有区别

1.5：public Object invoke(Object obj,Object…args)

1.4：public Object invoke(Object obj,Object[] args)

由于JDK1.4和1.5对invoke方法的处理有区别， 所以在反射类似于main(String[] args) 这种参数是数组的方法时需要特殊处理

启动Java程序的main方法的参数是一个字符串数组，即public static void main(String[] args)，通过反射方式来调用这个main方法时，如何为invoke方法传递参数呢？按jdk1.5的语法，整个数组是一个参数，而按jdk1.4的语法，数组中的每个元素对应一个参数，当把一个字符串数组作为参数传递给invoke方法时，javac会到底按照哪种语法进行处理呢？jdk1.5肯定要兼容jdk1.4的语法，会按jdk1.4的语法进行处理，即把数组打散成为若干个单独的参数。所以，在给main方法传递参数时，不能使用代码mainMethod.invoke(null,new String[]{“xxx”})，javac只把它当作jdk1.4的语法进行理解，而不把它当作jdk1.5的语法解释，因此会出现参数个数不对的问题。

上述问题的解决方法：

（1）mainMethod.invoke(null,new Object[]{new String[]{"xxx"}});

这种方式，由于你传的是一个数组的参数，所以为了向下兼容1.4的语法，javac遇到数组会给你拆开成多个参数，但是由于咱们这个Object[ ] 数组里只有一个元素值，所以就算它拆也没关系

（2）mainMethod.invoke(null,(Object)new String[]{"xxx"});

这种方式相当于你传的参数是一个对象，而不是数组，所以就算是按照1.4的语法它也不会拆，所以问题搞定

编译器会作特殊处理，编译时不把参数当作数组看待，也就不会数组打散成若干个参数了

对上边的描述进行一下总结：在反射方法时，如果方法的参数是一个数组，考虑到向下兼容问题，会按照JDK1.4的语法来对待（JVM会把传递的数组参数拆开，拆开就会报参数的个数不匹配的错误）
解决办法：防止JVM拆开你的数组
    方式一：把数组看做是一个Object对象
    方式二：重新构建一个Object数组，那个参数数组作为唯一的元素存在。

2.3反射类中的属性字段

package com.cj.test;
 
import java.util.Date;
 
public class Person {
	
	public String name="李四";
	private int age = 18;
	public static Date time;
	
	public int getAge() {
		return age;
	}
	
	public Person(){
		System.out.println("默认的无参构造方法执行了");
	}
 
	public Person(String name){
		System.out.println("姓名:"+name);
	}
	
	public Person(String name,int age){
		System.out.println(name+"="+age);
	}
	
	private Person(int age){
		System.out.println("年龄:"+age);
	}
	
	public void m1() {
		System.out.println("m1");
	}
	
	public void m2(String name) {
		System.out.println(name);
	}
	
	public String m3(String name,int age) {
		System.out.println(name+":"+age);
		return "aaa";
	}
	
	private void m4(Date d) {
		System.out.println(d);
	}
	
	public static void m5() {
		System.out.println("m5");
	}
	
	public static void m6(String[] strs) {
		System.out.println(strs.length);
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("main");
	}
	
}

package com.cj.test;
 
import java.lang.reflect.Field;
import java.util.Date;
import org.junit.Test;
 
public class Demo3 {
	//public String name="李四";
	@Test
	public void test1() throws Exception{
		Class clazz = Person.class;
		Person p = (Person)clazz.newInstance();
		Field f = clazz.getField("name");
		String s = (String)f.get(p);
		System.out.println(s);
		
		//更改name的值
		f.set(p, "王六");
		System.out.println(p.name);
	}
	@Test//private int age = 18;
	public void test2() throws Exception{
		Class clazz = Person.class;
		Person p = (Person)clazz.newInstance();
		Field f = clazz.getDeclaredField("age");
		f.setAccessible(true);
		int age = (Integer)f.get(p);
		System.out.println(age);
		
		f.set(p, 28);
		age = (Integer)f.get(p);
		System.out.println(age);
	}
	@Test//public static Date time;
	public void test3() throws Exception{
		Class clazz = Person.class;
		Field f = clazz.getField("time");
		f.set(null, new Date());
		System.out.println(Person.time);
	}
}

以上就是自己对Java中反射的一些学习总结，欢迎大家留言一起学习、讨论

看完上边有关反射的东西， 对常用框架里的配置文件是不是有点思路了

上边是Spring配置文件里的常见的bean配置，这看起来是不是可以用反射很轻易的就可以实现：解析xml然后把xml里的内容作为参数，利用反射创建对象。

拓展：

1、除了上述的Spring配置文件里会用到反射生成bean对象，其他常见的MVC框架，比如Struts2、SpringMVC等等一些框架里还有很多地方都会用到反射。

前端夜页面录入的一些信息通过表单或者其他形式传入后端，后端框架就可以利用反射生成对应的对象，并利用反射操作它的set、get方法把前端传来的信息封装到对象里。

感兴趣的话可以看下这篇：利用Java反射模拟一个Struts2框架 Struts2主要核心设计 手动实现Struts2核心代码，这篇里边包含了XML解析、反射的东西，模拟了一个Struts2的核心代码

2、框架的代码里经常需要利用反射来操作对象的set、get方法，来把程序的数据封装到Java对象中去。

如果每次都使用反射来操作对象的set、get方法进行设置值和取值的话，过于麻烦，所以JDK里提供了一套API，专门用于操作Java对象的属性(set/get方法)，这就是内省

关于内省相关的内容我也整理了一篇文章，感兴趣可以点击：Java反射——内省（Introspector）以及BeanUtils内省框架

3、平常用到的框架，除了配置文件的形式，现在很多都使用了注解的形式。

其实注解也和反射息息相关：使用反射也能轻而易举的拿到类、字段、方法上的注解，然后编写注解解析器对这些注解进行解析，做一些相关的处理

所以说不管是配置文件还是注解的形式，它们都和反射有关。注解和自定义注解的内容，最近也抽时间大概整理了一下，感兴趣的小可爱可以点击了解：Java中的注解以及自定义注解

写在最后：反射是框架的灵魂，具备反射知识和思想，是看懂框架的基础。希望看完文章后对你能有所帮助。

最后

以上就是深情烧鹅为你收集整理的Java中的灵魂-反射机制的全部内容，希望文章能够帮你解决Java中的灵魂-反射机制所遇到的程序开发问题。

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