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类和反射的机制

news 2025/9/2 12:03:47

一、类

1.类的生命周期

1. 类的编译：通过 javac 命令将 .java 源文件编译成 .class 字节码文件。
2. 类的加载：类加载器（ClassLoader）将 .class 文件从硬盘加载到内存，形成“类对象”，包括加载、链接、初始化三个阶段。
3. 类的初始化和实例化：通过 new 关键字实例化类，创建具体对象。
4. 对象的生命周期：对象从创建到被垃圾回收器（GC）回收的整个过程。
5. 反射机制：允许在运行时动态加载类，扩展了类加载的灵活性。

二、反射机制

Java 反射是指在运行时动态获取类的信息（如类名、方法、字段等）并操作类的能力。

三、反射的前提：获取 “类对象”

反射的所有操作，都必须基于一个核心载体 ——Class 类的对象（简称 “类对象”）。每个类在 JVM 中只会被加载一次，因此同一个类的类对象全局唯一。

1. 获取 Class 对象的三种方式

三种获取 Person 类的 Class 对象的方法

public class Test {public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {// 1、硬盘阶段获取类对象Class class1 = Class.forName("com.qcby.reflect.Person");// 2、类阶段Class class2 = Person.class;// 3、对象阶段Person person = new Person();Class class3 = person.getClass();System.out.println(class1 == class2);System.out.println(class2 == class3);}
}

2.获取成员变量

2.1.读写变量值：set () 与 get ()

语法：
写值：field.set(对象实例, 变量值)（为指定对象的该变量赋值）
读值：field.get(对象实例)（获取指定对象的该变量值）
关键注意：若变量是 private 私有权限，直接读写会抛出 IllegalAccessException，需先调用 field.setAccessible(true) 开启 “暴力反射”，强制跳过权限检查。

2.2.应用

Person person = new Person();
// 获取类对象
Class pclass = Class.forName("com.qcby.reflect.Person");// 通过类对象获取成员变量们
Field[] fields = pclass.getDeclaredFields();
for (Field item : fields) {System.out.println(item);
}Field field_age = pclass.getDeclaredField("age");
System.out.println(field_age);Field[] public_fields = pclass.getFields();
for (Field item : public_fields) {System.out.println(item);
}Field field_from = pclass.getField("from");
System.out.println(field_from);// 获取和设置
field_from.set(person, "中国");
field_age.setAccessible(true);
field_age.set(person, 20);System.out.println(field_age.get(person));
System.out.println(field_from.get(person));
System.out.println(person);
// 1. 创建 Person 对象实例
Person person = new Person();
// 2. 获取类对象
Class pClass = Class.forName("reflect.Person");// 3. 获取所有成员变量（含 private）
Field[] allFields = pClass.getDeclaredFields();
for (Field field : allFields) {System.out.println(field); // 输出：private java.lang.String reflect.Person.name、private int reflect.Person.age、public java.lang.String reflect.Person.from
}// 4. 获取指定私有变量 name（需暴力反射）
Field nameField = pClass.getDeclaredField("name");
nameField.setAccessible(true); // 开启暴力反射，突破 private 限制
nameField.set(person, "赵嘉成"); // 赋值
System.out.println(nameField.get(person)); // 取值，输出：赵嘉成// 5. 获取指定公共变量 from（无需暴力反射）
Field fromField = pClass.getDeclaredField("from");
fromField.set(person, "中国"); // 直接赋值
System.out.println(person); // 输出：Person [name=赵嘉成, age=0, from=中国]

3.获取成员方法

3.1.执行方法：invoke ()

语法：method.invoke(对象实例, 方法参数值...)

若方法是静态方法（static），对象实例可传 null；
若方法无参数，参数值部分可省略或传空数组；
若方法有返回值，invoke() 会返回该值（需强转）。

权限注意：私有方法需先调用 method.setAccessible(true) 开启暴力反射。

3.2.执行代码

// 获取所有方法（包括私有）
Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();
for (Method method : methods) {System.out.println(method);
}// 调用私有方法
Method runMethod = clazz.getDeclaredMethod("run");
runMethod.setAccessible(true);
runMethod.invoke(person); // 执行方法

4.获取构造方法

构造方法的反射操作，核心是 “获取构造器” 和 “创建对象”（替代 new 关键字），支持通过无参 / 有参构造器创建实例。

返回类型	方法签名（含形参）	获取范围	典型用途
Constructor<?>[]	getDeclaredConstructors()	所有构造器（包括 private）	暴力反射，想拿到任意访问修饰符的构造器
Constructor<T>	getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes)	指定一个构造器（包括 private）	暴力反射，精确匹配形参列表
Constructor<?>[]	getConstructors()	仅 public 构造器	正常反射，只关心公开构造器
Constructor<T>	getConstructor(Class<?>... parameterTypes)	指定一个 public 构造器	正常反射，精确匹配形参列表且为 public

4.1 创建对象newInstance ()

语法：constructor.newInstance(构造参数值...)
无参构造器：参数值部分可省略，直接 constructor.newInstance()；
有参构造器：需传入与参数列表匹配的参数值；
私有构造器：需先调用 constructor.setAccessible(true) 开启暴力反射。

// 1. 拿所有构造器（含 private）
Constructor<?>[] all = clazz.getDeclaredConstructors();// 2. 拿指定 private 构造器（如 Person(String, int)）
Constructor<Person> c1 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
c1.setAccessible(true);          // 暴力反射
Person p1 = c1.newInstance("Tom", 20);// 3. 拿所有 public 构造器
Constructor<?>[] pub = clazz.getConstructors();// 4. 拿指定 public 无参构造器
Constructor<Person> c2 = clazz.getConstructor();
Person p2 = c2.newInstance();

四、其他配置

1.步骤拆解与代码

创建配置文件（refconfig.properties）：

# 配置要加载的类（全类名）
reflect.className=reflect.Person
# 配置要调用的方法名
reflect.methodName=getAge

2.获取类的基本信息

需求	API	示例结果
全限定名（包 + 类）	clazz.getName()	com.qcby.reflect.Person
简单类名	clazz.getSimpleName()	Person
包名	clazz.getPackage().getName()	com.qcby.reflect
父类	clazz.getSuperclass()	class java.lang.Object
实现的接口数组	clazz.getInterfaces()	[interface java.io.Serializable]
修饰符（public/private/…）	Modifier.toString(clazz.getModifiers())	public
是否为接口	clazz.isInterface()	FALSE
是否为数组	clazz.isArray()	FALSE
是否为枚举	clazz.isEnum()	FALSE
是否为注解	clazz.isAnnotation()	FALSE
是否为基本类型	clazz.isPrimitive()	FALSE