对任意的一个​​Object​​​实例，只要我们获取了它的​​Class​​，就可以获取它的一切信息。

我们先看看如何通过​​Class​​实例获取字段信息。​​Class​​类提供了以下几个方法来获取字段：

  • Field getField(name)：根据字段名获取某个public的field（包括父类）
  • Field getDeclaredField(name)：根据字段名获取当前类的某个field（不包括父类）
  • Field[] getFields()：获取所有public的field（包括父类）
  • Field[] getDeclaredFields()：获取当前类的所有field（不包括父类）

我们来看一下示例代码：

// reflection

​ Run

上述代码首先获取​​Student​​的​​Class​​实例，然后，分别获取​​public​​字段、继承的​​public​​字段以及​​private​​字段，打印出的​​Field​​类似：

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

一个​​Field​​对象包含了一个字段的所有信息：

  • ​​getName()​​：返回字段名称，例如，​​"name"​​；
  • ​​getType()​​：返回字段类型，也是一个​​Class​​实例，例如，​​String.class​​；
  • ​​getModifiers()​​：返回字段的修饰符，它是一个​​int​​，不同的bit表示不同的含义。

以​​String​​类的​​value​​字段为例，它的定义是：

public final class String {
    private final byte[] value;
}

我们用反射获取该字段的信息，代码如下：

Field f = String.class.getDeclaredField("value");
f.getName(); // "value"
f.getType(); // class [B 表示byte[]类型
int m = f.getModifiers();
Modifier.isFinal(m); // true
Modifier.isPublic(m); // false
Modifier.isProtected(m); // false
Modifier.isPrivate(m); // true
Modifier.isStatic(m); // false

获取字段值

利用反射拿到字段的一个​​Field​​实例只是第一步，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​​字段的值：

// reflection
import java.lang.reflect.Field;

​ Run

上述代码先获取​​Class​​实例，再获取​​Field​​实例，然后，用​​Field.get(Object)​​获取指定实例的指定字段的值。

运行代码，如果不出意外，会得到一个​​IllegalAccessException​​，这是因为​​name​​被定义为一个​​private​​字段，正常情况下，​​Main​​类无法访问​​Person​​类的​​private​​字段。要修复错误，可以将​​private​​改为​​public​​，或者，在调用​​Object value = f.get(p);​​前，先写一句：

f.setAccessible(true);

调用​​Field.setAccessible(true)​​的意思是，别管这个字段是不是​​public​​，一律允许访问。

可以试着加上上述语句，再运行代码，就可以打印出​​private​​字段的值。

有童鞋会问：如果使用反射可以获取​​private​​字段的值，那么类的封装还有什么意义？

答案是正常情况下，我们总是通过​​p.name​​来访问​​Person​​的​​name​​字段，编译器会根据​​public​​、​​protected​​和​​private​​决定是否允许访问字段，这样就达到了数据封装的目的。

而反射是一种非常规的用法，使用反射，首先代码非常繁琐，其次，它更多地是给工具或者底层框架来使用，目的是在不知道目标实例任何信息的情况下，获取特定字段的值。

此外，​​setAccessible(true)​​可能会失败。如果JVM运行期存在​​SecurityManager​​，那么它会根据规则进行检查，有可能阻止​​setAccessible(true)​​。例如，某个​​SecurityManager​​可能不允许对​​java​​和​​javax​​开头的​​package​​的类调用​​setAccessible(true)​​，这样可以保证JVM核心库的安全。

设置字段值

通过Field实例既然可以获取到指定实例的字段值，自然也可以设置字段的值。

设置字段值是通过​​Field.set(Object, Object)​​实现的，其中第一个​​Object​​参数是指定的实例，第二个​​Object​​参数是待修改的值。示例代码如下：

// reflection
import java.lang.reflect.Field;

​ Run

运行上述代码，打印的​​name​​字段从​​Xiao Ming​​变成了​​Xiao Hong​​，说明通过反射可以直接修改字段的值。

同样的，修改非​​public​​字段，需要首先调用​​setAccessible(true)​​。