java反射机制

我们先来说一下反射是什么

反射：指程序可以访问、检测和修改它本身状态或行为的一种能力

简单来说，我们可以通过反射实现

  • 给定的一个类(Class)对象，通过反射获取这个类对象的所有成员结构
  • 给定的一个具体的对象，能够动态地调用它的方法以及对任意属性值进行获取和赋值

为什么需要反射

我们可以做一个场景的假设，假设没有反射，我们实现一个Person类

@Data
@NoArgsConstructor
public class Person {
    private String name;
    private int age;
}

如果没有反射，我们想要实例化它通常会采取下面的方式

Person p = new Person();

假设我们现在不允许采用传统方式直接调用目标类来创建对象，我们该怎么做呢？

这时候就需要我们的反射出场了

Class<?> aClass = Class.forName("com.hongna.reflect.Person");
Person p2 =(Person) aClass.newInstance();
System.out.println(p2.getAge());//0

需要注意的是java中使用Class.forName可能会引发异常，需要注意

我们这样同样实现了实例Person的效果，是怎么做到的呢？

怎么做到反射

一般情况下我们使用反射获取一个对象的步骤：

  • 获取类的 Class 对象实例
Class clz = Class.forName("com.zhenai.api.Apple");
  • 根据 Class 对象实例获取 Constructor 对象
Constructor appleConstructor = clz.getConstructor();
  • 使用 Constructor 对象的 newInstance 方法获取反射类对象
Object appleObj = appleConstructor.newInstance();

而如果要调用某一个方法，则需要经过下面的步骤：

  • 获取方法的 Method 对象
Method setPriceMethod = clz.getMethod("setPrice", int.class);
  • 利用 invoke 方法调用方法
setPriceMethod.invoke(appleObj, 14);

到这里，我们已经能够掌握反射的基本使用。但如果要进一步掌握反射，还需要对反射的常用 API 有更深入的理解。

在 JDK 中，反射相关的 API 可以分为下面几个方面：获取反射的 Class 对象、通过反射创建类对象、通过反射获取类属性方法及构造器。

获取反射中的Class对象

在反射中，要获取一个类或调用一个类的方法，我们首先需要获取到该类的 Class 对象。

在 Java API 中，获取 Class 类对象有三种方法：

第一种，使用 Class.forName 静态方法。当你知道该类的全路径名时，你可以使用该方法获取 Class 类对象。

Class clz = Class.forName("java.lang.String");

第二种，使用 .class 方法。

这种方法只适合在编译前就知道操作的 Class。

Class clz = String.class;

第三种，使用类对象的 getClass() 方法。

String str = new String("Hello");
Class clz = str.getClass();

通过反射创建类对象

通过反射创建类对象主要有两种方式：通过 Class 对象的 newInstance() 方法、通过 Constructor 对象的 newInstance() 方法。

第一种：通过 Class 对象的 newInstance() 方法。

Class clz = Apple.class;
Apple apple = (Apple)clz.newInstance();

第二种：通过 Constructor 对象的 newInstance() 方法

Class clz = Apple.class;
Constructor constructor = clz.getConstructor();
Apple apple = (Apple)constructor.newInstance();

通过 Constructor 对象创建类对象可以选择特定构造方法，而通过 Class 对象则只能使用默认的无参数构造方法。下面的代码就调用了一个有参数的构造方法进行了类对象的初始化。

Class clz = Apple.class;
Constructor constructor = clz.getConstructor(String.class, int.class);
Apple apple = (Apple)constructor.newInstance("红富士", 15);

通过反射获取类属性、方法、构造器

我们通过 Class 对象的 getFields() 方法可以获取 Class 类的属性，但无法获取私有属性。

Class clz = Apple.class;
Field[] fields = clz.getFields();
for (Field field : fields) {
    System.out.println(field.getName());
}

输出结果是：

price

而如果使用 Class 对象的 getDeclaredFields() 方法则可以获取包括私有属性在内的所有属性：

Class clz = Apple.class;
Field[] fields = clz.getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
    System.out.println(field.getName());
}

输出结果是：

name
price

与获取类属性一样，当我们去获取类方法、类构造器时，如果要获取私有方法或私有构造器，则必须使用有 declared 关键字的方法。

Spring通过配置进行实例化对象

我们在Spring中经常能看到这样的代码，

<bean id="courseDao" class="com.hongna.learning.Dao.impl.CourseDaoImpl"></bean>

我们学习过Spring可以知道，通过这样的配置，Spring帮我们配置了实例化对象，放到了Spring自身的容器中去了，那是通过什么呢？没错就是反射

//解析<bean .../>元素的id属性得到该字符串值为“courseDao”  
String idStr = "courseDao";  
//解析<bean .../>元素的class属性得到该字符串值为“com.hongna.learning.Dao.impl.CourseDaoImpl”  
String classStr = "com.hongna.learning.Dao.impl.CourseDaoImpl";  
//利用反射知识，通过classStr获取Class类对象  
Class<?> cls = Class.forName(classStr);  
//实例化对象  
Object obj = cls.newInstance();  
//container表示Spring容器  
container.put(idStr, obj);

我们再引入一段代码

<bean id="courseService" class="com.hongna.learning.service.impl.CourseServiceImpl">  
     <!-- 控制调用setCourseDao()方法，将容器中的courseDao bean作为传入参数 -->  
     <property name="courseDao" ref="courseDao"></property>  
</bean>
//解析<property.../>元素的name属性得到该字符串的值为 courseDao
String nameStr = "courseDao";
//解析<property .../>元素的ref属性得到该字符串值为“courseDao”  
String refStr = "courseDao"; 
//生成将要调用setter方法名  
String setterName = "set" + nameStr.substring(0, 1).toUpperCase()  
        + nameStr.substring(1);  
        //获取spring容器中名为refStr的Bean，该Bean将会作为传入参数  
Object paramBean = container.get(refStr);  
//获取setter方法的Method类，此处的cls是刚才反射代码得到的Class对象  
Method setter = cls.getMethod(setterName, paramBean.getClass());  
//调用invoke()方法，此处的obj是刚才反射代码得到的Object对象  
setter.invoke(obj, paramBean);