Java反射机制

一、反射的用处

• 可以操作字节码文件（可以读和修改字节码文件）
• 可以操作代码片段。（class文件）
• 在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法。
• 对于任意一个对象，都能够调用它的任意属性和方法。
• 利用反射创建的对象可以无视修饰符调用类里面的内容。
• 跟配置文件结合起来使用，把要创建的对象信息和方法写在配置文件中。

二、获取字节码文件对象的三种方式

反射获取–>字节码文件对象

• 字节码文件对象：当class文件加载到内存之后，虚拟机自动创建出来的对象。
• 对象里面至少包含了：构造方法，成员变量，成员方法。
• 对象在内存中是唯一的。

1.Class.forName形式

//Class.forName("类的全类名")： 全类名 = 包名 + 类名
//先把Student加载到内存中，再获取字节码文件的对象
//clazz 就表示Student这个类的字节码文件对象
Class clazz = Class.forName("java.test.Student");

2.class属性获取形式

//类名.class
//class文件在硬盘中是唯一的，加载到内存之后产生的对象也是唯一的
Class clazz = Student.class;

3.Student对象获取形式

//通过Student对象获取字节码文件对象
Student s = new Student();
Class clazz = s.getClass();

三、获取构造方法

**ps：**如果当前获取到的是私有的，必须要临时修改访问权限，否则无法使用。

//获得class字节码文件对象
Class clazz = Class.forName("java.test.Student");
//获取有参构造方法
Constructor con = clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
//临时修改构造方法的访问权限（暴力反射）
con.setAccessible(true);
//直接创建对象
Student stu = (Student) con.newInstance("zhangsan", 23);

方法名	说明
getConstructors()	获得所有的构造（只能public修饰）
getDeclaredConstructors()	获得所有的构造（包含private修饰）
getConstructor(Student.class,…)	获取指定构造（只能public修饰）
getDeclaredConstructor(Student.class)	获取指定构造（包含private修饰）

//获得class字节码文件对象
Class clazz = Class.forName("java.test.Student");//获取构造方法对象
//获取所有构造方法（public）
Constructor[] constructors1 = clazz.getConstructors();//获取所有构造（带私有的）
Constructor[] constructors2 = clazz.getDeclaredConstructors();//获取指定的空参构造
Constructor con1 = clazz.getConstructor();
//获取指定的有参构造
Constructor con2 = clazz.getConstructor(String.class,int.class);//获取指定的构造(所有构造都可以获取到，包括public包括private)
Constructor con3 = clazz.getDeclaredConstructor();
//每一次获取构造方法对象的时候，都会新new一个。
Constructor con4 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);//利用构造方法创建对象
Student stu = (Student) constructors1.newInstance();

四、获取成员变量

方法名	说明
getFields()	返回所有成员变量对象的数组（只能拿public的）
getDeclaredFields()	返回所有成员变量对象的数组（包含private修饰）
getField(String name)	返回单个成员变量对象（只能拿public的）
getDeclaredField(String name)	返回单个成员变量对象（包含private修饰）
set(Object obj, Object value）	赋值
get(Object obj)	获取值

//获得class字节码文件对象
Class clazz = Class.forName("java.test.Student");//获取成员变量的对象（Field对象)只能获取public修饰的
Field[] fields1 = clazz.getFields();//获取成员变量的对象（public + private）
Field[] fields2 = clazz.getDeclaredFields();//获得单个成员变量对象
//如果获取的属性是不存在的，那么会报异常
Field field4 = clazz.getField("name");//获取单个成员变量（私有）
//获取name成员变量，field5就表示name这个属性的对象
Field field5 = clazz.getDeclaredField("name");//临时修饰他的访问权限（暴力反射）
field5.setAccessible(true);//设置(修改)name的值
//参数一：表示要修改哪个对象的name？
//参数二：表示要修改为多少？
field5.set(Student1,"zhangsan");//获取这个对象的name的值
String name = (String)field5.get(Student1);

五、获取成员方法

方法名	说明
getMethods()	返回所有成员方法对象的数组（只能拿public的）
getDeclaredMethods()	返回所有成员方法对象的数组（包含private修饰）
getMethod(String name,String.class, …)	返回单个成员方法对象（只能拿public的）
getDeclaredMethod(String name, String.class,… )	返回单个成员方法对象（包含private修饰）
invoke(Object obj, Object… args)	运行方法

//获得class字节码文件对象
Class clazz = Class.forName("java.test.Student");//获取方法
//getMethods可以获取父类中public修饰的方法
Method[] methods1 = clazz.getMethods();//获取所有的方法（包含私有）
//但是只能获取自己类中的方法
Method[] methods2 = clazz.getDeclaredMethods();//获取指定的方法（空参）
Method method3 = clazz.getMethod("sleep");
Method method4 = clazz.getMethod("eat",String.class);//获取指定的私有方法
Method method5 = clazz.getDeclaredMethod("play");//需要用这个对象去调用方法
Student stu = new Student();//参数一：表示方法的调用对象
//参数二：方法在运行时需要的实际参数
//注意点：如果方法有返回值，那么需要接收invoke的结果
//如果方法没有返回值，则不需要接收
String result = (String) method4.invoke(stu, "鸡公煲");

六、反射的好处（面试题）

• 无视修饰符访问类中的内容。但是这种操作在开发中一般不用，都是框架底层来用的。
• 反射可以跟配置文件结合起来使用，动态的创建对象，动态的调用方法。

七、反射的实例

1.泛型擦除

集合中的泛型只在java文件中存在，当编译成class文件后，就没有泛型了。

 //创建集合对象
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(123);//list.add("aaa");
//利用反射运行add方法去添加字符串
//因为反射使用的是class字节码文件
//获取class对象
Class clazz = list.getClass();//获取add方法对象
Method method = clazz.getMethod("add", Object.class);//运行方法
method.invoke(list,"aaa");
//打印集合
System.out.println(list);//[123,aaa]

2.修改字符串的内容

字符串不能修改的真正原因:

字符串，在底层是一个byte类型的字节数组，名字叫做value。

private final byte[] value;

真正不能被修改的原因：final（表示value记录的地址值不能修改）和private（私有变量，没有对外提供getvalue和setvalue的方法，外界不能获取或修改value记录的地址值）。

但可用反射强行修改。

String s = "abc";
String ss = "abc";
//字符串s和字符串ss对应的String的底层代码为byte类型的字节数组
// private final byte[] value= {97,98,99};// 利用反射获取了value的地址值
//真正不可变的value的地址值，里面的内容利用反射还是可以修改的
//获取class对象
Class clazz = s.getClass();//获取value成员变量（private）
Field field = clazz.getDeclaredField("value");
//但是这种操作非常危险
//JDK高版本已经屏蔽了这种操作，低版本还是可以的
//临时修改权限
field.setAccessible(true);//获取value记录的地址值
byte[] bytes = (byte[]) field.get(s);
bytes[0] = 100;System.out.println(s);//dbc
System.out.println(ss);//dbc

3.反射和配置文件结合动态获取

需求: 利用反射根据文件中的不同类名和方法名，创建不同的对象并调用方法。

分析：

• 通过Properties加载配置文件
• 得到类名和方法名
• 通过类名反射得到Class对象
• 通过Class对象创建一个对象
• 通过Class对象得到方法
• 调用方法

//配置文件中的信息
classname=java.test.Student
methodname=sleep//读取配置文件的信息
Properties prop = new Properties();
FileInputStream fis = new FileInputStream("test/prop.properties");
prop.load(fis);
fis.close();//获取配置文件对应的信息
String classname = prop.get("classname") + "";
String methodname = prop.get("methodname") + "";//获取字节码文件对象
Class clazz = Class.forName(classname);//要先创建这个类的构造方法对象
Constructor con = clazz.getDeclaredConstructor();
con.setAccessible(true);
Object o = con.newInstance();//获取方法的对象
Method method = clazz.getDeclaredMethod(methodname);
method.setAccessible(true);//运行方法
method.invoke(o);

4.用反射保存对象中的信息

//对于任意一个对象，都可以把对象所有的字段名和值，保存到文件中去
//Student和Teacher的JavaBean没有展示出来
public class MyReflectDemo {public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, IOException {Student s = new Student("小盈",21,'女',161,"睡觉");Teacher t = new Teacher("小夏",10000);saveObject(s);
}//把对象里面所有的成员变量名和值保存到本地文件中
public static void saveObject(Object obj) throws IllegalAccessException, IOException {//获取字节码文件的对象Class clazz = obj.getClass();//创建IO流BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("test\\a.txt"));//获取所有的成员变量Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();for (Field field : fields) {field.setAccessible(true);//获取成员变量的名字String name = field.getName();//获取成员变量的值Object value = field.get(obj);//写出数据bw.write(name + "=" + value);bw.newLine();}bw.close();
}

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