Java反射基础

       Java反射机制是Java语言的一个重要特性，在实际生产生活中，Java反射都得到了广泛的应用。例如，在服务器端，往往需要根据客户的请求，动态调用某一个对象的特定方法；此外，在ORM中间件的实现中，运用Java反射机制可以读取任意一个JavaBean的所有属性，或者给这些属性赋值，这都是Java反射的实际应用。

        Java反射机制主要提供了以下功能：

        （1）在运行时判断任意一个对象所属的类

        （2）在运行时构造任意一个类的对象

        （3）在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法

        （4）在运行时调用任意一个对象的方法

        （5）生成动态代理

        要想实现上述功能，必须要先能获取到一个类的Class对象，以String类为例，一般有三种方法可以获取String类的Class类对象

        （1）通过String类的对象调用对象的getClass()方法

String str = "";
Class clazz = str.getClass();

        （2）通过String类.class来获取Class对象

Class clazz = String.class;

        （3）通过Class类的静态方法forName()获取，方法内传入String类的完全限定名

try {
			Class clazz = Class.forName("Java.lang.String");
		} catch (ClassNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		}

        得到了Class对象后我们可以使用Java反射技术的一些功能，例如，获取该类的构造方法、继承关系、访问字段、调用方法等等

        （1）首先看如何来得到该类的构造方法，Java的反射API提供了Constructor对象，它包含一个构造方法的所有信息。

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 获取构造方法Integer(int):
        Constructor cons1 = Integer.class.getConstructor(int.class);
        
        // 调用构造方法:
        Integer n1 = (Integer) cons1.newInstance(123);
        System.out.println(n1);
 
        // 获取构造方法Integer(String)
        Constructor cons2 = Integer.class.getConstructor(String.class);
        Integer n2 = (Integer) cons2.newInstance("456");
        System.out.println(n2);
    }
}

        （2）再看如何获取某个类的继承关系

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class i = Integer.class;
        Class n = i.getSuperclass();
        System.out.println(n);
        
        Class o = n.getSuperclass();
        System.out.println(o);
        System.out.println(o.getSuperclass());
    }
}

        也可以获取这个类继承的接口

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class s = Integer.class;
        Class[] is = s.getInterfaces();
        for (Class i : is) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

        如果一个类没有继承任何接口，那么调用getInterfaces()会得到一个空数组

        （3）同样的，要想获取到一个类的字段，也可以使用下面这些方法

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class stdClass = Student.class;
        
        // 获取public字段"score":
        System.out.println(stdClass.getField("score"));
        
        // 获取继承的public字段"name":
        System.out.println(stdClass.getField("name"));
        
        // 获取private字段"grade":
        System.out.println(stdClass.getDeclaredField("grade"));
    }
}
 
class Student extends Person {
    public int score;
    private int grade;
}
 
class Person {
    public String name;
}

        输出结果

public int Student.score
public java.lang.String Person.name
private int Student.grade

        当我们拿到一个field字段实例时，我们还可以拿到一个实例对应的该字段的值，例如，对于一个Person实例，我们可以先拿到name字段对应的Field，再获取这个实例的name字段值

import java.lang.reflect.Field;
 
public class Main {
 
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Object p = new Person("贝吉塔");
        
        Class c = p.getClass();
        
        Field f = c.getDeclaredField("name");
        
        Object value = f.get(p);
        
        System.out.println(value); // "贝吉塔"
    }
}
 
class Person {
    private String name;
 
    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }
}

        既然通过Field实例可以拿到指定实例的字段值，那么也可以设置字段的值，设置字段的值通过Field.set(Object,Object)实现的，其中第一个Object参数是指定的实例，第二个参数是待修改的值。

import java.lang.reflect.Field;
 
public class Main {
 
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Person p = new Person("Xiao Ming");
        System.out.println(p.getName()); // "Xiao Ming"
        
        Class c = p.getClass();
        Field f = c.getDeclaredField("name");
        f.setAccessible(true);
        f.set(p, "Xiao Hong");
        
        System.out.println(p.getName()); // "Xiao Hong"
    }
}
 
class Person {
    private String name;
 
    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }
 
    public String getName() {
        return this.name;
    }
}

        （4）我们既然能通过Class实例获取所有的Field对象，同样的，也就可以通过Class实例来获取所有方法(Method类型的对象)

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class stdClass = Student.class;
        
        // 获取public方法getScore，参数为String:
        System.out.println(stdClass.getMethod("getScore", String.class));
        
        // 获取继承的public方法getName，无参数:
        System.out.println(stdClass.getMethod("getName"));
        
        // 获取private方法getGrade，参数为int:
        System.out.println(stdClass.getDeclaredMethod("getGrade", int.class));
    }
}
 
class Student extends Person {
    public int getScore(String type) {
        return 99;
    }
    private int getGrade(int year) {
        return 1;
    }
}
 
class Person {
    public String getName() {
        return "Person";
    }
}

        输出结果

public int Student.getScore(java.lang.String)
public java.lang.String Person.getName()
private int Student.getGrade(int)

        既然我们可以通过反射调用Field对象，那么同样的我们也可以通过反射来调用Method类的对象，即方法。如果我们来调用String类的substring()方法，代码如下

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // String对象:
        String s = "Hello world";
        
        // 获取String substring(int)方法，参数为int:
        Method m = String.class.getMethod("substring", int.class);
        
        // 在s对象上调用该方法并获取结果:
        String r = (String) m.invoke(s, 6);
        
        // 打印调用结果:
        System.out.println(r);
    }
}

        同样的我们也可以调用非public方法以及静态方法

        调用非public方法代码如下：

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Person p = new Person();
        Method m = p.getClass().getDeclaredMethod("setName", String.class);
        m.setAccessible(true);
        m.invoke(p, "Bob");
        System.out.println(p.name);
    }
}
 
class Person {
    String name;
    private void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

        调用静态方法代码如下：

        

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 获取Integer.parseInt(String)方法，参数为String:
        Method m = Integer.class.getMethod("parseInt", String.class);
        
        // 调用该静态方法并获取结果:
        Integer n = (Integer) m.invoke(null, "12345");
        
        // 打印调用结果:
        System.out.println(n);
    }
}

Java的反射虽然可以对于一些功能可以进行很好的展开，但是，反射它违反了Java三大特性中的封装性，但是不会影响Java的多态性。在我们调用方法时它仍会遵循多态原则。