数据结构从青铜到王者第二十二话---反射

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目录

一、反射的定义

二、反射的用途(了解)

三、反射的基本信息

四、反射相关的类（重要）

1、Class类(反射机制的起源 )

1.1Class类中的相关方法

2、反射示例

2.1获得Class对象的三种方式

2.2反射的使用

五、反射优点和缺点

六、重点总结

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一、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。

二、反射的用途(了解)

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。

三、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。

四、反射相关的类（重要）

1、Class类(反射机制的起源 )

Class帮助文档https://developer.android.google.cn/reference/java/lang/Class        代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口 .

        Java文件被编译后，生成了.class文件，JVM此时就要去解读.class文件 ,被编译后的Java文件.class也被JVM解析为 一个对象，这个对象就是java.lang.Class 。这样当程序在运行时，每个java文件就最终变成了Class类对象的一个实例。我们通过Java的反射机制应用到这个实例，就可以去获得甚至去添加改变这个类的属性和动作，使得这个类成为一个动态的类 .

1.1Class类中的相关方法

        (方法的使用方法在后边的示例当中)

（1） (重要)常用获得类相关的方法

（2）(重要)常用获得类中属性相关的方法(以下方法返回值为Field相关)

（3）获得类中注解相关的方法

（4）获得类中构造器相关的方法（以下方法返回值为Constructor相关）  (重要)

（5）获得类中方法相关的方法（以下方法返回值为方法Method相关）(重要)

2、反射示例

2.1获得Class对象的三种方式

        在反射之前，我们需要做的第一步就是先拿到当前需要反射的类的Class对象，然后通过Class对象的核心方法，达到反射的目的，即：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。

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。

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

第三种，使用类对象的 getClass() 方法

示例：

/*** Created with IntelliJ IDEA.* Description:* User: GAOBO* Date: 2020-02-20* Time: 15:24*/class Student{//私有属性nameprivate String name = "bit";//公有属性agepublic int age = 18;//不带参数的构造方法public Student(){System.out.println("Student()");}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);}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}}public 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trueSystem.out.println(c1.equals(c2));System.out.println(c1.equals(c3));System.out.println(c2.equals(c3));}}

2.2反射的使用

        接下来我们开始使用反射，我们依旧反射上面的Student类，把反射的逻辑写到另外的类当中进行理解

#注：所有和反射相关的包都在import java.lang.reflect 包下面。

 import java.lang.reflect.Constructor;import java.lang.reflect.Field;import java.lang.reflect.Method;/*** Created with IntelliJ IDEA.* Description:* User: GAOBO* Date: 2020-02-20* Time: 16:31*/public class ReflectClassDemo {// 创建对象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();}}// 反射私有的构造方法  屏蔽内容为获得公有的构造方法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);//Constructor<?> declaredConstructorStudent = classStudent.getConstructor();//设置为true后可修改访问权限declaredConstructorStudent.setAccessible(true);Object objectStudent = declaredConstructorStudent.newInstance("高博",15);//Object objectStudent = declaredConstructorStudent.newInstance();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();}}// 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);} catch (Exception ex) {ex.printStackTrace();}}// 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();}}public static void main(String[] args) {//reflectNewInstance();//reflectPrivateConstructor();//reflectPrivateField();reflectPrivateMethod();}}

五、反射优点和缺点

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：

（1）使用反射会有效率问题。会导致程序效率降低。

（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 。

六、重点总结

（1）反射的意义

（2）反射重要的几个类： Class类 、Field类、 Method类、 Constructor类

（3）学会合理利用反射，一定要在安全环境下使用。