Java 反射机制的应用

今天我们来了解如何通过一个给定的字符串（包.类）的路径来实例化一个类的对象，以及通过反射得到一个类的具体结构。

一、Class.forName() 方法实例化类的对象

1、通过无参构造方法实例化对象

通过一个给定的字符串（包.类）的路径，我们可以利用 Class.forName() 方法获取到给的的类，然后通过调用该类的 newInstance() 方法实例化此类的对象，这样就取代了使用 new 关键字实例化对象的操作方式。

通过调用类的 newInstance() 方法实例化类的对象，需要特别注意一点，就是必须要保证被实例化的类中存在一个无参的构造方法，如果不存在无参构造方法，是无法使用 newInstance() 方法实例化类的对象的。

反射的大部分操作基本上都是调用无参构造方法，因此，提倡大家在开发中，一定要在类中编写无参的构造方法。

@Test
  public void test1() throws Exception {
    String className = "com.jpm.reflection.User";
    Class<?> clazz = Class.forName(className);
    // 创建运行时类的对象，需要运行时类有空的构造函数
    Object obj = clazz.newInstance();
    System.out.println(obj);
  }

User 类的代码上一篇文章里有，本次为了节省篇幅，就不再重复提供源码了：

运行结果：

User [name=null, age=0]

2、通过有参构造方法实例化对象

虽然一般我们使用无参的构造方法来实例化类的对象，但是我们依然可以用有参构造方法来实例化对象，此时，需要用到 java.lang.reflect.Constructor 类，它表示构造方法，首先通过 Class 类的 getConstructors() 方法，获得本类中所有构造方法，通过调用构造方法的 newInstance(Object ... initargs) 方法，传递一个可变对象参数，完成对象的实例化操作。

@Test
  public void test2() throws Exception {
    String className = "com.jpm.reflection.User";
    Class clazz = Class.forName(className);
    // 通过反射获取所有构造方法
    Constructor[] con = clazz.getConstructors();
    for (Constructor c : con) {
      System.out.println("获取到的构造方法：" + c);
    }
    // 通过2个参数的构造方法创建对象
    Object obj = con[0].newInstance("JPM", 20);
    System.out.println(obj);
  }

运行结果：

获取到的构造方法：public com.jpm.reflection.User(java.lang.String,int)
获取到的构造方法：public com.jpm.reflection.User(java.lang.String)
获取到的构造方法：public com.jpm.reflection.User()
User [name=JPM, age=20]

二、通过反射取得类的结构

通过反射可以得到一个类的完整结构，需要使用到 java.lang.reflect 包中的以下类：

Constructor：表示类中的构造方法

Field：表示类中的属性

Method：表示类中的方法

下面为了演示反射的例子，我们提供一个 Person 类：

public class Person implements Comparable<Object> {

  public String name;
  private int age;
  int sex;

  // 创建类时尽量写一个空参的构造器
  public Person() {
    super();
  }

  public Person(String name) {
    super();
    this.name = name;
  }

  private Person(String name, int age) {
    super();
    this.name = name;
    this.age = age;
  }

  public String getName() {
    return name;
  }

  public void setName(String name) {
    this.name = name;
  }

  public int getAge() {
    return age;
  }

  public void setAge(int age) {
    this.age = age;
  }

  @Override
  public String toString() {
    return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", sex=" + sex + "]";
  }

  public void show() {
    System.out.println("show method run!");
  }

  private void display(String address) throws Exception {
    System.out.println("display method run，address=" + address);
  }

  private String display1(String address, Integer i) throws Exception {
    System.out.println("display method run，address=" + address);
    return address + i;
  }

  public static void info() {
    System.out.println("info method run!");
  }

  @Override
  public int compareTo(Object o) {
    return 0;
  }

}

1、获取类实现的接口

获取类所实现的全部接口，可以使用 Class 类中 的 getInterfaces() 方法，接口是类的特殊形式，而且一个类可以实现多个接口，所以 getInterfaces() 方法返回的是 Class 数组的形式。

public void test1() {
    Class clazz = Person.class;
    // 获取实现的接口
    Class[] interfaces = clazz.getInterfaces();
    for (Class class1 : interfaces) {
      System.out.println(class1.getName());
    }
  }

运行结果：

java.lang.Comparable

2、获取类继承的父类

一个类可以实现多个接口，但是只能继承一个父类，所以如果要获取一个类的父类，可以使用 Class 类中的 getSuperclass() 方法，可以通过 getName() 方法取得名称。

@Test
  public void test2() throws ClassNotFoundException {
    Class<?> clazz = Class.forName("com.jpm.reflection.Person");
    // 获取运行时类的父类
    Class<?> sc = clazz.getSuperclass();
    System.out.println(sc.getName());
  }

运行结果：

java.lang.Object

3、获取类中的构造方法

获取一个类中的构造方法，可以使用 getConstructors() 方法获取 public 修饰的构造方法，使用 getDeclaredConstructors() 可以获取所有的构造方法。

@Test
  public void test3() throws Exception {
    String className = "com.jpm.reflection.Person";
    Class clazz = Class.forName(className);

    System.out.println("获取类的public构造方法");
    Constructor[] con = clazz.getConstructors();
    for (Constructor c : con) {
      System.out.println(c);
    }
    System.out.println("获取类的所有构造方法");
    // 使用Declared可以获取私有的构造方法
    con = clazz.getDeclaredConstructors();
    for (Constructor c : con) {
      System.out.println(c);
    }
  }

运行结果：

获取类的public构造方法
public com.jpm.reflection.Person(java.lang.String)
public com.jpm.reflection.Person()
获取类的所有构造方法
com.jpm.reflection.Person(java.lang.String,int)
public com.jpm.reflection.Person(java.lang.String)
public com.jpm.reflection.Person()

4、获取类中的属性

获取一个类中的属性，使用 getFields() 只能获取到运行时类及其父类中声明为public 的属性，使用 getDeclaredFields() 获取到运行时类本身声明的所有属性。

@Test
  public void Test4() {
    Class clazz = Person.class;
    // 1.getFields()只能获取到运行时类及其父类中声明为public的属性
    Field[] fields = clazz.getFields();
    for (int i = 0; i < fields.length; i++) {
      System.out.println(fields[i].getName());
    }
    System.out.println();
    // 2.getDeclaredFields()获取到运行时类本身声明的所有属性
    Field[] fields1 = clazz.getDeclaredFields();
    for (Field field : fields1) {
      System.out.println(field.getName());
    }
  }

运行结果：

name

name
age
sex

下面的例子演示如何为一个类的属性赋值：

@Test
  public void Test5() throws Exception
 {
    Class clazz = Person.class;
    // 1、获取指定的public属性，getField
    Field name = clazz.getField("name");
    // 2、创建运行时类的对象
    Person p = (Person) clazz.newInstance();
    System.out.println(p);
    // 3、运行时类的指定属性赋值
    name.set(p, "jpm");
    System.out.println(p);
    // 4、获取运行时类中的所有属性，getDeclaredField
    Field age = clazz.getDeclaredField("age");
    // 使私有属性可以被操作
    age.setAccessible(true);
    age.set(p, 18);
    System.out.println(p);
  }

运行结果：

Person [name=null, age=0, sex=0]
Person [name=jpm, age=0, sex=0]
Person [name=jpm, age=18, sex=0]

5、获取类中的方法

获取一个类中的方法，使用 getMethods() 只能获取运行时类及其父类中所有的声明为 public 的方法，使用 getDeclaredMethods() 获取运行时本身声明的所有的方法。

public void test1() {
    Class clazz = Person.class;
    // 1、getMethods()获取运行时类及其父类中所有的声明为public的方法
    Method[] methods = clazz.getMethods();
    for (Method method : methods) {
      System.out.println(method);
    }
    System.out.println();
    // 2、getDeclaredMethods()获取运行时本身声明的所有的方法
    Method[] methods1 = clazz.getDeclaredMethods();
    for (Method method : methods1) {
      System.out.println(method);
    }
  }

运行结果：

public java.lang.String com.jpm.reflection.Person.toString()
public int com.jpm.reflection.Person.compareTo(java.lang.Object)
public java.lang.String com.jpm.reflection.Person.getName()
public void com.jpm.reflection.Person.setName(java.lang.String)
public void com.jpm.reflection.Person.show()
public static void com.jpm.reflection.Person.info()
public int com.jpm.reflection.Person.getAge()
public void com.jpm.reflection.Person.setAge(int)
public final void java.lang.Object.wait() throws java.lang.InterruptedException
public final void java.lang.Object.wait(long,int) throws java.lang.InterruptedException
public final native void java.lang.Object.wait(long) throws java.lang.InterruptedException
public boolean java.lang.Object.equals(java.lang.Object)
public native int java.lang.Object.hashCode()
public final native java.lang.Class java.lang.Object.getClass()
public final native void java.lang.Object.notify()
public final native void java.lang.Object.notifyAll()

public java.lang.String com.jpm.reflection.Person.toString()
public int com.jpm.reflection.Person.compareTo(java.lang.Object)
public java.lang.String com.jpm.reflection.Person.getName()
public void com.jpm.reflection.Person.setName(java.lang.String)
public void com.jpm.reflection.Person.show()
private void com.jpm.reflection.Person.display(java.lang.String) throws java.lang.Exception
public static void com.jpm.reflection.Person.info()
public int com.jpm.reflection.Person.getAge()
public void com.jpm.reflection.Person.setAge(int)

6、获取属性的各个部分的内容

获取每个属性的权限修饰符 getModifiers()

获取属性的变量类型 getType()

获取属性名 getName()

@Test
  public void Test2() {
    Class clazz = Person.class;
    Field[] fields1 = clazz.getDeclaredFields();
    for (Field field : fields1) {
      // 1、获取每个属性的权限修饰符
      int i = field.getModifiers();
      String str = Modifier.toString(i);
      System.out.print(str + " ");
      // 2、获取属性的变量类型
      Class type = field.getType();
      System.out.print(type.getName() + " ");
      // 3、获取属性名
      System.out.println(field.getName());
    }
  }

运行结果：

public java.lang.String name
private int age
 int sex

7、获取方法的各个部分的内容

获取每个方法的权限修饰符 getModifiers()

获取方法的返回值类型 getReturnType()

获取方法的名称 getName()

获取方法的参数类型 getParameterTypes()

获取方法的异常 getExceptionTypes()

@Test
  public void test222() {
    Class clazz = Person.class;
    Method[] methods1 = clazz.getDeclaredMethods();
    for (Method method : methods1) {
      // 1、权限修饰符
      String str = Modifier.toString(method.getModifiers());
      System.out.print(str + " ");
      // 2、返回值类型
      Class returnType = method.getReturnType();
      System.out.print(returnType + " ");
      // 3、方法名
      System.out.print(method.getName() + " ");
      // 4、形参列表
      System.out.print("(");
      Class[] params = method.getParameterTypes();
      StringBuilder sb = new StringBuilder();
      for (int i = 0; i < params.length; i++) {
        sb.append(params[i].getName() + " args-" + i + ", ");
      }
      if (sb.length() != 0) {
        System.out.print(sb.substring(0, sb.lastIndexOf(", ")));
      }
      System.out.print(")");
      // 5、异常
      Class[] exceptions = method.getExceptionTypes();
      if (exceptions.length != 0) {
        System.out.print("throws ");
      }
      for (Class e : exceptions) {
        System.out.print(e.getName());
      }

      System.out.println();
    }
  }

运行结果：

public class java.lang.String toString ()
public int compareTo (java.lang.Object args-0)
public class java.lang.String getName ()
public void setName (java.lang.String args-0)
public void show ()
public static void info ()
private void display (java.lang.String args-0)throws java.lang.Exception
public int getAge ()
public void setAge (int args-0)

8、调用运行时类中指定的方法

通过反射来调用指定的方法，首先需要通过 getMethod() 方法，传入方法名称来获取到对应的方法，然后用 Method 类中的 invoke() 方法来执行这个方法。

@Test
  public void test3() throws Exception {
    Class clazz = Person.class;
    Person p = (Person) clazz.newInstance();
    Method show = clazz.getMethod("show");
    show.invoke(p);

    Method m2 = clazz.getMethod("toString");
    Object obj = m2.invoke(p);
    System.out.println(obj);

    // 获取静态方法
    Method m3 = clazz.getMethod("info");
    m3.invoke(clazz);

    // 获取私有方法
    Method display = clazz.getDeclaredMethod("display", String.class);
    display.setAccessible(true);
    display.invoke(p, "bj");

    // 获取多个参数的方法，并获取方法的返回值
    Method display1 = clazz.getDeclaredMethod("display1", String.class, Integer.class);
    display1.setAccessible(true);
    Object returnVal = display1.invoke(p, "bj", 1);
    System.out.println(returnVal);
  }

运行结果：

show method run!
Person [name=null, age=0, sex=0]
info method run!
display method run，address=bj
display method run，address=bj
bj1

这篇文章主要介绍了如何通过一个给定的字符串（包.类）的路径来实例化一个类的对象，以及通过反射得到一个类的具体结构。

下篇文章将为大家介绍反射的高级应用动态代理，敬请期待......

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