JAVA 反射学习

Java反射

参考《Java安全漫谈》

概念

反射是Java的特征之一，是一种间接操作目标对象的机制，核心是JVM在运行状态的时候才动态加载类，对于任意一个类都能够知道这个类所有的属性和方法，并且对于任意一个对象，都能够调用它的方法/访问属性。这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能成为Java语言的反射机制。通过使用反射我们不仅可以获取到任何类的成员方法(Methods)、成员变量(Fields)、构造方法(Constructors)等信息，还可以动态创建Java类实例、调用任意的类方法、修改任意的类成员变量值等。
 

java反射机制组成需要重点注意一下的类：

• java.lang.Class  :类对象
• java.lang.reflect.Constructor 类构造器对象

• java.lang.reflect.Field：类的属性对象;

• java.lang.reflect.Method   类方法对象

Class类

在程序运行期间，Java运行时系统始终为所有对象维护一个运行时类型标识。这个信息会跟踪每个对象所属的类。虚拟机利用运行时类型信息选择要执行的正确方法。

可以使用一个特殊的Java类访问这些信息。保存这些信息的类名为Class。

能得到Class类，也就是 java.lang.class对象 的三种方法： 

•  .class 在加载了某个类的时候，可以直接获取他的属性，如：

  System.out.println(cla.class);

• obj.getClass() 如果存在了某个 obj实例，那么可以通过getClass()方法得到这个类对应的class例如：

  System.out.println(cla.getClass());

• Class.forName ，也是最常用的，知道了哪个类的完整包名或类名后，可以作为参数：

  Class cla = Class.forName("a.cat"); //包名下的cat类

  System.out.println(Class.forName("a.cat"));

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一般使用第三种(Class.forName) 方法去动态加载类 ，且使用forName就不需要导入其他类，可以加载我们任意的类。 而使用 .class属性，则需要导入类的包，依赖性强，且容易抛出编译错误。

而使用实例化对象的 getClass() 方法，需要本身创建一个对象，是静态的，就体现不出反射机制意义了，所以我们在获取class对象中， 一般都会使用 Class.forName去获取

拿到了类之后，就可以通过反射来获取该类的成员变量，成员方法，构造函数，实例化类，并且利用invoke 调用方法    实操如下：

获取成员变量Field

//返回 字段对象，该对象反映此 类对象表示的类或接口的指定声明字段。
getDeclaredField(String name)
//返回 字段对象的数组， 字段对象反映由此 类对象表示的类或接口声明的所有字段。
getDeclaredFields()
 
 
//返回 字段对象，该对象反映此 类对象表示的类或接口的指定公共成员字段。
getField(String name)
//返回一个包含 字段对象的数组， 字段对象反映此 类对象所表示的类或接口的所有可访问公共字段。
getFields()

例如：

Class cls = Class.forName("com.person");
        System.out.println(cls.getName());
 
        Field[] field = cls.getFields();
        for (Field field1 : field) {
            System.out.println(" 属性： "+field1.getName()); //只能获取public 的属性
        }
 
        System.out.println("========");
        
        Field[] declaredFields = cls.getDeclaredFields();    //可以获取类全部属性
        for (Field all : declaredFields) {
            System.out.println("属性" + all.getName());
        }

大致就是 getDeclaredFields() 和getDeclaredField() 可以获取所有的成员变量，下面两个得到的只有 public变量，第一 第三可以传入一个名字 (字符串 ) 来 得到指定的成员变量，而第二第四只能得到一个数组，没法得到指定的 (但是可以遍历 数组，取出所有的遍历)

获取方法Method

Class类 获取 Method 方法;

//返回 方法对象，该对象反映此 类对象表示的类或接口的指定声明方法。
getDeclaredMethod(String name, 类... parameterTypes);
//返回一个包含 方法对象的数组， 方法对象反映此 类对象表示的类或接口的所有已声明方法，包括public，protected，default（package）访问和私有方法，但不包括继承的方法。
getDeclaredMethods();   //数组
//返回 方法对象，该对象反映此 类对象表示的类或接口的指定公共成员方法。
getMethod(String name, 类... parameterTypes);
//返回一个包含 方法对象的数组， 方法对象反映此 类对象所表示的类或接口的所有公共方法，包括由类或接口声明的那些以及从超类和超接口继承的那些。
getMethods();

用法 跟Field 类似。

但是要注意后面的  String name, 类... parameterTypes 

如：

        Class clazz = Class.forName("java.lang.Runtime");
        clazz.getMethod("exec", String.class);

Runtime 类中的 exec 实现了方法的重载， 因此需要使用forMethod就要带上第二个参数，才能准确的找到指定方法的对象。

获取构函数

//返回一个 构造器对象，该对象反映此 类对象所表示的类或接口的指定构造函数。
getDeclaredConstructor(类... parameterTypes)
//返回 构造器对象的数组， 构造器对象反映由此 类对象表示的类声明的所有构造函数。
getDeclaredConstructors()
//返回一个 构造器对象，该对象反映此 类对象所表示的类的指定公共构造函数。
getConstructor(类... parameterTypes)
//返回一个包含 构造器对象的数组， 构造器对象反映了此 类对象所表示的类的所有公共构造函数。
getConstructors()

用法几乎差不多，可以使用 getConstructors 再进行遍历取出

实例化类

得到地址和类名后，使用newInstance 实例化这个类：

Class> cls = Class.forName("com.person");
Object o = cls.newInstance();
System.out.println(o);

但是这样实例化了这个类呢，会自动调用无参构造器，就需要用到之前得到的Constructor 了。

 Constructor> cons = cls.getDeclaredConstructor(String.class, double.class);
        Object snowy = cons.newInstance("snowy", 1000000000);
        System.out.println(snowy);

调用方法

反射中的调用，是用方法来调用对象，如：

方法.invoke(对象)

例子， 比如要调用 person 类中的 hi() 方法，首先要得到 hi() 方法的 Method对象，其次 还需要得到 person类的对象 作为invoke的参数

Class> cls = Class.forName("com.person");//加载类
Constructor> cons = cls.getDeclaredConstructor(String.class, double.class); //获取构造器
Object snowy = cons.newInstance("snowy", 123);//实例化对象
Method m2 = cls.getMethod("m2");//得到Method 对象
Object name = m2.invoke(snowy); // 调用方法
//System.out.println(name);

如果调用的是普通方法，第一个参数就是类对象；

如果调用的这个方法是静态方法，第一个参数是类，或者可以护忽略，设置为null

权限访问

如果得到的Field 、Method、Constructor 是私有属性的话，受到权限影响，不能直接调用或者读取，需要设置 setAccessible(true) ； 

setAccessible方法是AccessibleObejct类的一个方法，它是Field、Method和Constructor类的公共超类。这个特性是为调式、持久存储和类似机制提供的。

例如，Runtime类的构造函数是私有的，可以这样获取对象

Class> cls = Class.forName("java.lang.Runtime");
        Constructor> m = cls.getDeclaredConstructor();
        m.setAccessible(true);
        cls.getMethod("exec", String.class).invoke(m.newInstance(),"calc.exe");

参考：

JAVA安全基础（一）--类加载器（ClassLoader） - 先知社区 (aliyun.com)

JAVA安全基础（二）-- 反射机制 - 先知社区 (aliyun.com)

《Java安全漫谈》

Java反射学习_bfengj的博客-CSDN博客_java反射学习