你瞭解Java反射嗎？

剛開始接觸反射這個概念，感覺反射這個機制很複雜很難懂，所以在這篇文章中對Java的反射機制以個人的理解總結歸納。

什麼是反射？在官方文件中是這樣說的：
Reflection is commonly used by programs which require the ability to examine ormodify the runtime behavior of applications running in the Java virtual machine.
This is a relatively advanced feature and should be used only by developers whohave a strong grasp of the fundamentals of the language.
With that caveat in mind, reflection is a powerful technique and can enable applications to perform operations which would otherwise be impossible

翻譯一下：

反射技術通常被用來檢測和改變應用程式在 Java 虛擬機器中的行為表現。它是一個相對而言比較高階的技術，通常它應用的前提是開發者本身對於 Java 語言特性有很強的理解的基礎上。值得說明的是，反射是一種強有力的技術特性，因此可以使得應用程式執行一些常規手段無法企及的目的。

個人理解：反射是一種很牛x的技術，使用反射的條件是程式猿是一個大猿，對java的特性非常理解。反射的牛逼之處在於他可以完成一些非常規操作。

舉個例子來說明一下：

稍微想了一下，覺得用煮飯這個栗子來說明吧，不知道準不準確（^,^）。平時我們在家裡一般是用電飯煲來煮飯的，煮飯的步驟一般是：淘米——>擦乾鍋底——>把鍋放到電飯煲裡——>合上蓋子，通電，電飯煲工作——>飯煮熟了，可以吃了，但現在有個需求，我要在煮飯的過程中加個雞蛋，這時怎麼解決呢？是不是開啟正在通電煮飯的電飯煲，然後把雞蛋放進去呢？（來自吃貨的需求^_^）其實反射就相當於剛才加雞蛋的過程。所以反射很牛逼，他不按常規套路出牌，在程式執行的過程中搞一些小動作，以達到“吃貨”的目的。補充一下：“淘米——>擦乾鍋底——>把鍋放到電飯煲裡——>”這個過程可以看做編碼編譯過程，“——>合上蓋子，通電，電飯煲工作”可以看做是程式執行過程，“——>飯煮熟了，可以吃了”可以看做程式執行結束。

理解反射機制時，首先熟悉一下幾個類：

1）Class類

Class類例項表示正在執行的Java應用程式中的類和介面。Class是普通類、介面、列舉類、陣列等的抽象，即它們的型別就是Class，它們是Class的例項。

既然Class代表著類和介面，那麼我們可以透過他的例項（位元組碼檔案）來獲取對應類或介面的資訊，如：註解、修飾符、型別、類的名稱、屬性、方法、構造方法、直接父類和子類等，還有可以建立它的例項，但只能呼叫無參構造方法來建立。

什麼看不懂？舉個例子，我們都知道，生物可以分為動物、植物、微生物和病毒等，而動物又有人、喵星人、小狗等，植物、微生物和病毒也一樣。同樣，我們可以類比一下，生物就是Class，動物是普通類，植物是介面，微生物是列舉類、病毒是陣列（列舉和陣列是特殊的類），而人、喵星人、小狗是我們熟悉的物件，如圖

這下可整明白了吧，普通類、介面、列舉、陣列其實都可以當做Class的物件。

2）Field類

Field表示類的屬性，屬性含有修飾符、型別、屬性名稱和值。所以可以透過Field的例項獲取屬性的修飾符、型別、屬性名稱，並且可以修改屬性的值。

3）Method類

Method表示類的成員方法，方法包括註解、修飾符、返回型別、方法名，引數等。所以可以透過Method的例項獲取方法的的資訊，如，註解、修飾符、返回型別、方法名並且可以呼叫所表示的方法。

4）Constructor類

Constructor表示構造方法，可以透過Constructor的例項獲取構造方法的資訊，如，修飾符等，並且可以透過它來建立它所在類的的例項。

5）Modifier類

Modifier表示修飾符，可透過它來獲取修飾符的資訊，例如何種修飾符等

6）Annotation

Annotation代表註解

以上類都位於java.lang中

瞭解了什麼是反射後，是不是也想體驗一下反射這種騷操作？

想秀操作，首先要獲取Class物件吧，因為Class物件是代表著各種類，有了它之後才可以得到類的各種資訊。獲取方法如下：

1）透過object.getClass()

public static void main(String[] args) {
        
        Car car = new Car();
        
        Class clazz = car.getClass();
    }

注意：此方法不適用於int、float等型別

2）透過(型別名).class、包裝類.Type

public static void main(String[] args) {
        Class clazz = Car.class;
        Class cls1 = int.class;
        Class cls2 = String.class;
        Class cls3=Iteger.Type
    }

3）透過Class.forClass(String 類的全限定名）

1 try {
2    Class clz = Class.forName("com.frank.test.Car");
3 } catch (ClassNotFoundException e) {
4    e.printStackTrace();
5 }

採用哪種方法來獲取，看實際情況而定。

有了Class物件後，就可以獲取類的成員（方法+屬性）、註解和類的修飾符等。上面也說了，java中方法用Method類表示、屬性用Field類表示、註解用Annotation類來表示、修飾符用Modifier類表示。Class類中有對應的方法來獲取他們。如下：

2.3.1 獲取屬性Field的物件

//獲取所有的屬性，但不包括從父類繼承下來的屬性
public Field[] getDeclaredFields() throws SecurityException 
//獲取自身的所有的 public 屬性，包括從父類繼承下來的。
public Field[] getFields() throws SecurityException
//獲取在本類中宣告的指定的屬性，引數為屬性的名稱
public Field getDeclaredField(String name) 
//獲取指定的公有屬性，包括父類的，引數為屬性的名稱
public Field getField(String name)

2.3.2 獲取方法Method物件

//獲取本類宣告指定的的方法，第一個引數是方法的名稱，後面的引數是方法引數型別的類，
//如獲取setName（String name）方法，getDeclareMethod（“setName”，String.Class）
public Method getDeclaredMethod(String name, Class< ?>... parameterTypes)
//獲取公有的方法，包括父類的
public Method getMethod(String name, Class< ?>... parameterTypes)
//獲取本類中宣告的所有方法
public Method[] getDeclaredMethods()
//獲取所有的公有方法，包括父類的
public Method[] getMethods()

2.3.3 獲取構造器Constructor物件

 //獲取本類中指定的構造方法
public ConstructorgetDeclaredConstructor(Class< ?>... parameterTypes)
//獲取指定的公有構造方法
public ConstructorgetConstructor(Class< ?>... parameterTypes)
//獲取本類中所有的構造方法
public Constructor< ?>[] getDeclaredConstructors() throws SecurityException 
//獲取本類中所有的公有構造方法
public Constructor< ?>[] getConstructors()

構造方法的獲取與普通方法的獲取大致是一樣的。

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以上的方法都是在Class類中，別傻傻不知道（別問我怎麼知道的>_>）,然後透過Class物件呼叫就可以了。

這裡只是列舉了常用類資訊的的獲取方法，其他資訊的獲取方法，看API文件吧，如註解、類的Class的物件（額好像有點繞。。。）等.

上面只是獲取了類的成員所代表類的物件，我們還要使用他們或者獲取成員的資訊（名稱、修飾符等）。因為有了代表成員的物件，使用物件呼叫例項方法就可以了。

2.4.1 Field類

Field類的方法大概可以分為兩種，一種是獲取屬性的資訊，另外一種是設定屬性的值。

第一種：

//返回由此 Field物件表示的欄位的名稱
 String  getName() 
//返回一個 類物件標識了此表示的欄位的宣告型別 Field物件。 
Class< ?>  getType() 
//返回由該 Field物件表示的欄位的Java語言修飾符，作為整數。把整數作為Modifier的構造方法的引數，就可以獲取該整數代表的修飾符類的物件了
int  getModifiers() 
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//獲取型別為 int的靜態或例項欄位的值，或透過擴充套件轉換轉換為型別 int的另一個原始型別的值。
int getInt(Object obj) 
//獲取型別為 long的靜態或例項欄位的值，或透過擴大轉換獲得可轉換為型別 long的另一個基本型別的值。 
long getLong(Object obj) 
......此處省略一堆get**（Object obj）的方法，屬性是什麼基本型別，就get什麼就行了
14屬性是引用型別，那麼就呼叫以下方法
//返回該所表示的欄位的 Field ，指定的物件上。  16 Object get(Object obj)

第二種：

//設定作為一個欄位的值 double指定的物件上。  
void setDouble(Object obj, double d) 
//設定作為一個欄位的值 float指定的物件上。  
void setFloat(Object obj, float f) 
//設定作為一個欄位的值 int指定的物件上。
void setInt(Object obj, int i) 
........此處省略一堆set**()方法，屬性是什麼基本型別就set什麼就行了
屬性是引用型別，那麼就呼叫以下方法
//將指定物件引數上的此 Field物件表示的欄位設定為指定的新值。
void  set(Object obj, Object value)

注意啦：如果沒有訪問許可權的話，預設是不能設定屬性值的，那��麼辦呢？是不是就秀不了操作了？然而，前面也說了，反射很牛逼，可以來一些非常規操作，
這時我們呼叫Class物件的setAccessible（true）方法就可以了！
是不是覺得反射可以很強？
2.4.2 Method類
Method類的方法主要是獲取方法的資訊
部分方法：

1 int getModifiers() //返回由該物件表示的可執行檔案的Java語言modifiers 。  
2 String getName() //返回由此 方法物件表示的方法的名稱，作為 String 。  
3 Annotation[][] getParameterAnnotations() //返回一個 Annotation s的陣列陣列，表示由該物件表示的Executable的形式引數的宣告順序的 Executable 。  
4 int getParameterCount() //返回由此物件表示的可執行檔案的形式引數（無論是顯式宣告還是隱式宣告）的數量。  
5 Class< ?>[] getParameterTypes() //返回一個 類物件的陣列， 類以宣告順序表示由該物件表示的可執行檔案的形式引數型別。

2.4.3 Constructor類
Constructor類的方法主要是獲取構方法的資訊和建立物件

獲取方法資訊：

1 int getModifiers() //返回由該物件表示的可執行檔案的Java語言modifiers 。  
2 String getName() //以字串形式返回此建構函式的名稱。  
3 Annotation[][] getParameterAnnotations() //返回的陣列的陣列 Annotation表示的形參進行註釋s時，宣告順序的的 Executable該物件表示。  
4 int getParameterCount() //返回由此物件表示的可執行檔案的形式引數（無論是顯式宣告還是隱式宣告）的數量。  
5 Class< ?>[] getParameterTypes() //返回一個 類物件的陣列， 類以宣告順序表示由該物件表示的可執行檔案的形式引數型別。

建立物件的方法先不說，放到後面去。

2.5.1 建立普通類的物件

建立普通類的物件可以分為兩種方法

第一種：呼叫Class物件的方法

4 //首先獲取Class物件
5 Class clazz=Class.forClass("test.Student");
6 //建立物件
7 Student stu=(Student)clazz.newInstance();
注：此方法只能建立無參建構函式的類的物件

第二種：透過Constructor的newInstance（）方法

 //首先建立Class物件
Class clazz=Class.forClass("test.Student");
//獲取想呼叫的建構函式
Constructor constructor=clazz.getConstructor(String.class, int.class);
//呼叫Constructor的newInstance（）方法
Student stu=(Student)constructor.newInstance("大王"，20);

2.5.2 建立陣列

陣列本質上是一個 Class，而在 Class 中存在一個方法用來識別它是否為一個陣列。

反射建立陣列是透過 Array.newInstance(T.class,維數) 這個方法。

第一個引數指定的是陣列內的元素型別，後面的是可變引數，表示的是相應維度的陣列長度限制。

比如，我要建立一個 int[2][3] 的陣列。

1 Int[][]  a=Array.newInstance(Integer.TYPE, 2, 3);

2.5.3 呼叫方法

用了上面的方法，就有Class物件，有方法Method物件，有例項，現在已經萬事俱備，只欠東風了。

那我們怎麼呼叫方法呢？在Method類有這麼一個方法Object invoke(Object obj, Object... args），object為例項物件，args為呼叫方法的引數

來個栗子：

Class< ?> c = Class.forName("com.kal01.reflect05.Person");//獲取Class物件
Person p1 = (Person) c.newInstance();//獲取例項
Method m3 = c.getDeclaredMethod("test");//獲取方法
m3.setAccessible(true);//當沒有訪問許可權時，設定一下就可以
m3.invoke(p1);//呼叫方法
m3.setAccessible(false);//修改了訪問許可權，記得修改回來

看到這裡是不是有個疑問，反射呼叫類的方法好像除了複雜之外，跟我們平時呼叫沒什麼區別。何必弄那麼花裡胡哨？

所以在這裡簡單說一下靜態載入與動態載入。

回想一下之前煮飯的那個栗子，靜態載入和動態載入的這個例子有點相似。

靜態載入：我們在程式中使用類時，靜態載入是要求要使用的類必須要求在編譯的時候存在，否則編譯器報錯，無法執行程式。編碼時忘記導包時，經常會出現這種錯誤。

動態載入：利用反射來載入類（即獲得Class物件），不要求我們在編譯期存在要是用的那個類，在程式執行時，才去尋找類（可以從jar包，網路等尋找），然後把類載入到方法區中，如果沒有找到這個類會丟擲ClassNotFoundException異常。

有圖有真相：

這下看出來反射的牛逼之處了吧，利用反射使用類時，並不需要這個類在編譯期存在，這就增加了程式的靈活性，可以完成我們的騷操作！

最後總結一下：

使用反射時，記住一句話：老哥，穩住，別翻車！

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