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Java——反射

ds 2025/5/11 9:48:49

5 反射

类信息：方法、变量、构造器、继承和实现的类或接口。
反射：反射是 Java 中一项强大的特性，它赋予了程序在运行时动态获取类的信息，并能够调用类的方法、访问类的字段以及操作构造函数等的能力。通过反射，我们可以突破编译期的限制，在运行时对类进行灵活的操作。
获取类信息的前提：生成类对象
类的生命周期与反射关联：

在 Java 中，类的生命周期有着明确的阶段。首先，我们编写的.java源文件通过javac命令进行编译，生成.class字节码文件。之后，类加载器会将.class文件加载到内存中，在元空间（Java 虚拟机专门为存储类的元数据等开辟的内存空间）中生成类对象。而反射机制的前提就是生成类对象，只有获得了类对象，我们才能进一步获取类的详细信息。

元空间：内存专门为Java开辟的空间。

或

反射获取类信息的方式

从类对象出发，我们可以从多个维度获取类的信息：

变量相关：

getDeclaredFields() ：该方法能够获取类中所有权限修饰的成员变量，包括私有、受保护、包访问以及公共变量。
getDeclaredField(name) ：根据指定的变量名获取对应的成员变量，同样不受访问权限限制。
getFields() ：用于获取类中所有具有公共访问权限的成员变量。
getField(name) ：根据指定名称获取类中具有公共访问权限的成员变量。

对于私有变量，如果要进行访问和操作，需要通过 setAccessible(true) 进行暴力反射，绕过访问权限修饰符的安全检查，之后便可以利用 set() 方法设置变量值，利用 get() 方法获取变量值。

方法相关：

getDeclaredMethods() ：可以获取类中所有权限修饰的成员方法。
getDeclaredMethod(name) ：根据指定的方法名获取对应的成员方法。
getMethods() ：获取类中所有具有公共访问权限的成员方法。
getMethod(name) ：根据指定名称获取类中具有公共访问权限的成员方法。

对于私有方法，同样先使用 setAccessible(true) 进行暴力反射，然后通过 invoke() 方法执行方法，也可以使用 getName() 方法获取方法名。

构造方法相关：

getDeclaredConstructors() ：获取类中所有权限修饰的构造方法。
getDeclaredConstructor() ：获取指定的无参构造方法。
getDeclaredConstructor(xx.class) ：获取指定参数类型的有参构造方法。
getConstructors() ：获取类中所有具有公共访问权限的构造方法。

对于私有构造方法，使用 setAccessible(true) 进行暴力反射后，可利用构造方法创建对象，例如通过 newInstance() 方法。如果类有无参构造方法，还可以通过类对象直接调用 class3.newInstance() 来创建实例。

获取类名称的方法
通过反射，还可以获取类的名称。getName() 方法会返回类的全限定名（包名 + 类名），而 getSimpleName() 方法则只返回类名本身。

实例代码

如下，一共有两个版本，一个是按照上面的思路，先生成类对象，在从变量、方法构造方法的角度分别解释。第二个版本则是按照反射获取类信息的步骤，按照周一步一步来。

第一个版本：

package com.qcby.反射;public class Person {private String name;private int age;public String country;public int height;public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}public Person(String name, int age, String country, int height) {super();this.name = name;this.age = age;this.country = country;this.height = height;}public Person(String name, int age) {super();this.name = name;this.age = age;}public Person() {super();}private Person(String country) {super();this.country = country;}private void run() {System.out.println("跑跑跑...");}@Overridepublic String toString() {return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", country=" + country + ", height=" + height + "]";}}

package com.qcby.反射;import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;public class Test {public static void main(String[] args) throws Exception {//创建对象Person person1 = new Person();Person person2 = new Person("李四",30,"中国",170);Person person3 = new Person("cici",35,"美国",160);//反射类里面获取类信息的步骤//第一步获取 类对象 //对象阶段获取类对象  对象名.getClass()Person person = new Person();Class class1 = person.getClass();//元空间阶段获取类对象 类名.classClass class2 = Person.class;//硬盘阶段获取类对象 Class.forName(类全名)   包名+类名Class class3 =  Class.forName("com.qcby.反射.Person");System.out.println(class1);//com.qcby.反射.PersonSystem.out.println(class2);//com.qcby.反射.PersonSystem.out.println(class3);//com.qcby.反射.PersonSystem.out.println(class1==class2);//true，因为同一个类在类加载器加载文件的时候，只会执行一次。true也说明了他们同时指向同一个内存空间。System.out.println(class1==class3);//true//第二步  通过类对象 获取类信息//类信息存储的形式一般有两种，所以对于获取可以直接获取或者获取相关的集合		//获取变量System.out.println("========所有访问权限的变量==========");Field[] fields =  class3.getDeclaredFields();for(Field a:fields) {System.out.println(a);}System.out.println("======指定变量============");Field height =  class3.getDeclaredField("height");Field name =  class3.getDeclaredField("name");Field country =  class3.getDeclaredField("country");Field age =  class3.getDeclaredField("age");System.out.println(age);System.out.println("======公共访问权限变量============");Field[] fields1 = class3.getFields();for(Field a:fields1) {System.out.println(a);}System.out.println("======指定公共访问权限变量============");	Field height1 = class3.getField("height");//只可以获取public类型的变量，private不可以//拿到变量后就可以设置值、获取值，如果变量是private权限，直接使用会抛出异常，需要先暴力反射//通过set()和get()设置和获取值//设置值height.set(person1, 180);//name是private，如果通过这种方式会抛出异常，need先暴力反射name.setAccessible(true);//暴力反射，忽略访问权限修饰符的安全检查age.setAccessible(true);//暴力反射name.set(person1, "张三");System.out.println(person1);//获取值System.out.println(height.get(person2));System.out.println(name.get(person2));System.out.println(age.get(person2));System.out.println(country.get(person2));//获取方法System.out.println("=========所有访问权限的方法==================");Method[] methods = class3.getDeclaredMethods();for(Method a:methods) {System.out.println(a);}System.out.println("=========所有指定的方法==================");Method run_method = class3.getDeclaredMethod("run");System.out.println(run_method);Method getName_method = class3.getDeclaredMethod("getName");System.out.println(getName_method);Method setAge_method = class3.getDeclaredMethod("setAge",int.class);//前面获取的方法无形参可以直接用函数名，但是setAge有形参，需要传参数，不然会抛出异常System.out.println(setAge_method);System.out.println("=========公共访问权限的方法==================");Method[] methods1 = class3.getMethods();for(Method a:methods1) {System.out.println(a);}System.out.println("=========指定公共访问权限的方法==================");Method getName_method1 = class3.getMethod("getName");System.out.println(getName_method1);Method setAge_method1 = class3.getMethod("setAge",int.class);System.out.println(setAge_method1);//拿到方法后就可以执行方法Object name = getName_method.invoke(person3);System.out.println(name);setAge_method.invoke(person3, 50);//有行参的要传参System.out.println(person3);run_method.setAccessible(true);//private修饰的方法，要先暴力反射run_method.invoke(person2);System.out.println(run_method.getName());//获取方法名字，如果不知道方法名字要先获取，知道就可以直接获取方法//获取构造方法System.out.println("============获取所有构造方法==============");Constructor[] constructors  =class3.getDeclaredConstructors();for(Constructor a:constructors) {System.out.println(a);}System.out.println("============获取无参构造方法==============");Constructor no_parameter = class3.getDeclaredConstructor();System.out.println(no_parameter);System.out.println("============获取有参构造方法==============");Constructor have_two_parameter = class3.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);System.out.println(have_two_parameter);Constructor have_one_parameter = class3.getDeclaredConstructor(String.class);System.out.println(have_one_parameter);System.out.println("============获取公共的构造方法==============");Constructor[] constructors1  =class3.getConstructors();for(Constructor a:constructors1) {System.out.println(a);}//获取构造方法后就可以创建对象Object person1 = no_parameter.newInstance();System.out.println(person1);Object person2 = have_two_parameter.newInstance("李华",21);System.out.println(person2);have_one_parameter.setAccessible(true);//private修饰的构造方法，需要先暴力反射Object person3 = have_one_parameter.newInstance("美国");System.out.println(person3);//特例，无参构造方法可以通过类对象直接调用Object person4 = class3.newInstance();System.out.println(person4);//获取名称//System.out.println(class3.getName());//获取包名加类名//System.out.println(class3.getSimpleName());//只获取类名}
}

第二个版本

package com.qcby.反射;public class Cat implements Jump,Run{private int age;public String name;protected String color;double height;public Cat(int age,String name,String color,double height) {this.age = age;this.name = name;this.color = color;this.height = height;}private Cat() {}Cat(String color){this.color = color;}public void run(String name,int age,double height) {System.out.println("小猫的名字叫"+name);}public void run(String name) {System.out.println("小猫的名字叫"+name);}private int setAge(int age) {return age;}void fly() {System.out.println("猫不会飞");}
}

package com.qcby.反射;public interface Jump {}

package com.qcby.反射;public interface Run {}

package com.qcby.反射;import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Arrays;public class Test2 {public static void main(String[] args) throws Exception{//获取类对象Class clazz = Class.forName("com.qcby.反射.Cat");Class clazz1 = Class.forName("com.qcby.反射.Cat");	Class clazz2 = Cat.class;Cat cat = new Cat("黑色");Class clazz3 = cat.getClass();System.out.println(clazz1==clazz2);System.out.println(clazz2==clazz3);//说明clazz1、clazz2和clazz3指向同一个内存空间System.out.println("---------------");//变量Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();System.out.println(Arrays.toString(fields));Field ageFiled = clazz.getDeclaredField("age");System.out.println(ageFiled);Field nameFiled = clazz.getDeclaredField("name");System.out.println(nameFiled);Field colorFiled = clazz.getDeclaredField("color");System.out.println(colorFiled);Field heightFiled = clazz.getDeclaredField("height");System.out.println(heightFiled);Field[] fields1 = clazz.getFields();System.out.println(Arrays.toString(fields1));Field nameFiled1 = clazz.getField("name");System.out.println(nameFiled);//Field ageFiled1 = clazz.getField("age");//System.out.println(ageFiled);System.out.println("----------------");//方法Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();System.out.println(Arrays.toString(methods));Method[] methods1 = clazz.getMethods();System.out.println(Arrays.toString(methods1));Method runMethod1 = clazz.getDeclaredMethod("run", String.class);System.out.println(runMethod1);Method runMethod2 = clazz.getMethod("run",String.class);System.out.println(runMethod2);Method flyMethod1 = clazz.getDeclaredMethod("fly");System.out.println(flyMethod1);System.out.println("---------------");//构造函数Constructor[] constructors = clazz.getConstructors();System.out.println(Arrays.toString(constructors));Constructor[] constructors1 = clazz.getDeclaredConstructors();System.out.println(Arrays.toString(constructors1));Constructor constructor1 = clazz.getDeclaredConstructor();System.out.println(constructor1);Constructor constructor2 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);System.out.println(constructor2);//Constructor constructor3 = clazz.getConstructor();//System.out.println(constructor3);System.out.println("----------");//接口Class[] classes = clazz.getInterfaces();System.out.println(Arrays.toString(classes));//拿到类信息后可以进行相应的操作，如果拿到的信息是private修饰，使用时要先进行暴力反射，否则会抛出异常//拿到构造方法 ->创建对象Constructor c1 = clazz.getDeclaredConstructor(int.class,String.class,String.class,double.class);Cat cat1 = (Cat) c1.newInstance(20,"小黑","黑色",240.5);Constructor c2 = clazz.getDeclaredConstructor();c2.setAccessible(true);//暴力反射Cat cat2 = (Cat) c2.newInstance();Constructor c3 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);Cat cat3 = (Cat) c3.newInstance("白色");//拿到变量 ->赋值和获取ageFiled.setAccessible(true);//暴力反射ageFiled.set(cat1, 88);int age = (int) ageFiled.get(cat1);System.out.println(age);nameFiled.set(cat1, "小花");System.out.println(nameFiled.get(cat1));//拿到方法->使用方法runMethod1.invoke(cat1, "小花");Method method2 = clazz.getDeclaredMethod("setAge", int.class);method2.setAccessible(true);System.out.println(method2.invoke(cat1, 18));}}