理解反射,学会反射:撬开私有性质(private)的属性与方法

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看到这句话的时候证明:此刻你我都在努力

加油陌生人

反射的定义

Java的反射(reflection)机制是在运行状态中,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方法和属性,既然能拿到那么,我们就可以修改部分类型信息;这种动态获取信 息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射(reflection)机制。

主要用途:

  1. 在日常的第三方应用开发过程中,经常会遇到某个类的某个成员变量、方法或是属性是私有的或是只对系统
    应用开放,这时候就可以利用Java的反射机制通过反射来获取所需的私有成员或是方法
  2. 反射最重要的用途就是开发各种通用框架,比如在spring中,我们将所有的类Bean交给spring容器管理,无
    论是XML配置Bean还是注解配置,当我们从容器中获取Bean来依赖注入时,容器会读取配置,而配置中给的
    就是类的信息,spring根据这些信息,需要创建那些Bean,spring就动态的创建这些类。

反射的基本信息

Java程序中许多对象在运行时会出现两种类型:运行时类型(RTTI)和编译时类型,例如Person p = new Student();这句代码中p在编译时类型为Person,运行时类型为Student。程序需要在运行时发现对象和类的真实 信息。而通过使用反射程序就能判断出该对象和类属于哪些类。

反射相关的类(重要)

类名 用途

Class类 代表类的实体,在运行的Java应用程序中表示类和接口

Field类 代表类的成员变量/类的属性

Method类 代表类的方法

Constructor类 代表类的构造方法


Class类

Class类中主要获取类相关的方法:

getClassLoader() 获得类的加载器

getDeclaredClasses() 返回一个数组,数组中包含该类中所有类和接口类的对象(包括私有的)

forName(String className) 根据类名返回类的对象

newInstance() 创建类的实例

getName() 获得类的完整路径名字

Class类中主要获取类中属性相关的方法:(以下方法返回值为Field对象)

getField(String name) 获得某个公有的属性对象

getFields() 获得所有公有的属性对象

getDeclaredField(String name) 获得某个属性对象

getDeclaredFields() 获得所有属性对象

Class类中主要获取类中方法相关的方法:(以下方法返回值为Method对象)

getMethod(String name, Class... parameterTypes) 获得该类某个公有的方法

getMethods() 获得该类所有公有的方法

getDeclaredMethod(String name, Class... parameterTypes) 获得该类某个方法

getDeclaredMethods() 获得该类所有方法

Class类中主要获取类中构造器相关的方法:(以下方法返回值为Constructor对象)

getConstructor(Class... parameterTypes) 获得该类中与参数类型匹配的公有构造方法

getConstructors() 获得该类的所有公有构造方法

getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes) 获得该类中与参数类型匹配的构造方法 getDeclaredConstructors() 获得该类所有构造方法

获取Class对象的三种方式

  1. 第一种,使用 Class.forName("类的全路径名"); 静态方法。 前提:已明确类的全路径名。
  2. 第二种,使用 .class 方法。 说明:仅适合在编译前就已经明确要操作的 Class
  3. 第三种,使用类对象的 getClass() 方法

如下代码, 我们有一个学生类(因为只是举例里面是空的,没有定义成员和方法),然后下面我们就使用上面的三种方式获取我们的Class对象。而且我们也使用equals进行比较,发现三种方式获取的class的对象都是一样的,也就侧面说明了 一个类在 JVM 中只会有一个 Class 实例


//建立了一个类
class Student{
    //成员
    //方法
}




class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
/*
1.通过getClass获取Class对象
*/
        Student s1 = new Student();
        Class c1 = s1.getClass();
/*
2.直接通过 类名.class 的方式得到,该方法最为安全可靠,程序性能更高
这说明任何一个类都有一个隐含的静态成员变量 class
*/
        Class c2 = Student.class;
/*
3、通过 Class 对象的 forName() 静态方法来获取,用的最多,
但可能抛出 ClassNotFoundException 异常
*/
        Class c3 = null;
        try {
//注意这里是类的全路径,如果有包需要加包的路径

            c3 = Class.forName("Student");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
//一个类在 JVM 中只会有一个 Class 实例,即我们对上面获取的
//c1,c2,c3进行 equals 比较,发现都是true

        System.out.println(c1);
        System.out.println(c1.equals(c2));
        System.out.println(c1.equals(c3));
        System.out.println(c2.equals(c3));
    }
}


反射对象的使用

上面我们介绍了许多Class类的方法,其中获取到的 Class类 ,Field类,Metho类,Constructor类对象,又有什么用呢,只讲概念肯定是比较抽象的。

下面我们就用更具体的代码运行给大家看看:


首先我们创建一个带有各种属性的成员与公开,私有的方法(包括构造方法),以便后面使用反射获取这些方法。

public class Student{
    //私有属性name
    private String name="小闭" ;

    //公有属性age
    public int age=19 ;
    //不带参数的构造方法
    public Student(){
        System.out.println("调用了无参的构造方法");
    }
    private Student(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("Student(String,name)");
    }
    private void eat(){
        System.out.println("i am eat");
    }
    public void sleep(){
        System.out.println("i am pig");
    }
    private void function(String str) {
        System.out.println(str);
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + ''' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

然后我们开始使用反射获取一系列的方法并使用:


获取一个对象:

这时这里就相当于调用的是无参的构造方法,创建了一个对象


public static void reflectNewInstance() {
    try {
        Class<?> classStudent = Class.forName("Student");
        Object objectStudent = classStudent.newInstance();
        Student student = (Student) objectStudent;
        System.out.println("获得学生对象:"+student);
    } catch (Exception ex) {
        ex.printStackTrace();
    }
}

反射私有构造方法:


public static void reflectPrivateConstructor() {
        try {
            Class<?> classStudent = Class.forName("Student");
//注意传入对应的参数
            Constructor<?> declaredConstructorStudent = classStudent.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);


//设置为true后可修改访问权限
            declaredConstructorStudent.setAccessible(true);
            Object objectStudent = declaredConstructorStudent.newInstance("小闭",19);

            Student student = (Student) objectStudent;

            System.out.println("获得私有构造哈数且修改姓名和年龄:"+student);
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }

在上面代码中我们首先获取clsaa对象 ,然后通过class对象获取构造方法,这里需注意的是,getDeclaredConstructor获取的可以是所有的方法包括私有,如果获取了私有的方法,则就需要

调用获取的 Constructor<?>对象的setAccessible方法

//设置为true后可修改访问权限****

declaredConstructorStudent.setAccessible(true);

再然后我们就可以开始创建实例了,也就是相当与调用构造方法了这里:

Object objectStudent = declaredConstructorStudent.newInstance("小闭",19);

这里返回值用Object接收,后面在进行强转为Student即可。


反射私有属性:


    public static void reflectPrivateField() {
        try {
            Class<?> classStudent = Class.forName("Student");
            Field field = classStudent.getDeclaredField("name");
            field.setAccessible(true);
//可以修改该属性的值
            Object objectStudent = classStudent.newInstance();
            Student student = (Student) objectStudent;
            field.set(student,"小明");
            String name = (String) field.get(student);
            System.out.println("反射私有属性修改了name:"+ name);
                        System.out.println(student);

        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }

步骤:

首先获取class对象

然后调用getDeclaredField("name")方法,里面传入想获取的属性名称(String)。一样的因为是私有的属性所以我们还是要调用 field.setAccessible(true);这个方法,

在然后创建出一个Student对象,也就是向上方一样,调用newInstance(),并强转成Student

Object objectStudent = classStudent.newInstance(); //相当于调用无参构造方法,类似于new

Student student = (Student) objectStudent;


最后就是调用 field.set(student,"小明");就可以将student对象的name设置为“小明”了。



反射私有方法:


    public static void reflectPrivateMethod() {
        try {
            Class<?> classStudent = Class.forName("Student");
            Method methodStudent = classStudent.getDeclaredMethod("function",String.class);
            System.out.println("私有方法的方法名为:"+methodStudent.getName());
//私有的一般都要加
            methodStudent.setAccessible(true);
            Object objectStudent = classStudent.newInstance();
            Student student = (Student) objectStudent;
            methodStudent.invoke(student,"我是给私有的function函数传的参数");
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }

步骤:

与上面类似

首先我们还是获取class对象

然后获取对应的方法(根据传入的参数选取对应的方法。)

Method methodStudent = classStudent.getDeclaredMethod("function",String.class);

并且 methodStudent.setAccessible(true);

然后创建对应的Student对象。

再然后开始 调用方法 :methodStudent.invoke(student,"我是给私有的function函数传的参数");


反射的优缺点

优点:

  1. 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一个方法
  2. 增加程序的灵活性和扩展性,降低耦合性,提高自适应能力
  3. 反射已经运用在了很多流行框架如:Struts、Hibernate、Spring 等等。

缺点:

. 使用反射会有效率问题。会导致程序效率降低。具体参考这里:www.imooc.com/article/293…
2. 反射技术绕过了源代码的技术,因而会带来维护问题。反射代码比相应的直接代码更复杂 。