Java-Spring入门指南（九）反射与反射对象

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前言

在上一篇博客中，我们留下了一个关键伏笔：注解的核心能力（被程序读取）必须依赖反射实现。

• 学完之后还有没有一些问题？

“@Log注解贴在方法上，程序是怎么‘看到’这个注解并自动打印日志的？”
“Spring的@Autowired为什么能‘凭空’找到并注入对象？”

答案正是反射。如果说注解是“贴在代码上的标签”，那反射就是“能读取标签、甚至修改标签对应内容的万能扫描仪”。

• 本文将从“反射的本质”切入，手把手带你掌握反射的核心：理解反射对象、吃透Class对象的获取方式、覆盖所有类型的反射场景。

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一、反射与反射对象

1.1 什么是反射？

反射（Reflection）是Java的核心特性之一，指程序在运行时可以动态获取类的结构信息（属性、方法、构造器等），并可以动态操作对象的属性和方法的能力。

• 简单来说，正常的编程逻辑是“先有类，再创建对象”（编译期确定），而反射是“先有对象或类名，再反推类的结构”（运行期动态获取）。

可以用一个生活化的类比理解：

• 正常逻辑：你拿到一本《Java入门书》（类），直接翻阅目录（结构）、阅读内容（调用方法）；
• 反射逻辑：你捡到一张写着“《Java入门书》”的书签（对象/类名），通过这张书签找到这本书，再拆解它的目录、修改里面的内容（动态操作）。

1.2 反射的核心

反射的所有操作都围绕一个核心——Class类对象（简称“Class对象”）。

JVM在加载一个类时，会自动为这个类创建一个唯一的java.lang.Class类的实例（即Class对象），这个对象会完整封装该类的所有结构信息，包括：

• 类的基本信息（类名、包名、父类、实现的接口）；
• 类的属性（Field对象数组）；
• 类的方法（Method对象数组）；
• 类的构造器（Constructor对象数组）；
• 类上的注解（Annotation对象数组）。

一句话总结：Class对象是“类的说明书”，反射就是“阅读说明书并操作类”的过程。

二、获得反射对象

获得Class对象是反射操作的第一步。JVM保证：一个类在内存中只会有一个Class对象，无论通过哪种方式获取，其本质都是同一个实例。

2.1 核心方式：Class.forName(类的全路径名)

这是最常用的方式，尤其适用于编译期不知道类名，运行时动态指定类的场景（如框架加载配置文件中的类）。

实战代码

// 实体类：pojo/entity
class User {private String name;private int age;// 无参构造器（反射创建对象时常用）public User() {}// 有参构造器public User(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}// getter/setterpublic 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; }@Overridepublic String toString() {return "User{name='" + name + "', age=" + age + "}";}
}// 测试反射获取Class对象
public class Test02 {public static void main(String[] args) {try {// 1. 通过Class.forName(类的全路径名)获取Class对象// 全路径名：包名 + 类名Class c1 = Class.forName("com.kuang.reflection.User");System.out.println("c1: " + c1); // 输出：class com.kuang.reflection.User// 2. 多次获取同一类的Class对象，验证唯一性Class c2 = Class.forName("com.kuang.reflection.User");Class c3 = Class.forName("com.kuang.reflection.User");Class c4 = Class.forName("com.kuang.reflection.User");System.out.println("c2.hashCode(): " + c2.hashCode());System.out.println("c3.hashCode(): " + c3.hashCode());System.out.println("c4.hashCode(): " + c4.hashCode());// 输出结果：四个hashCode完全相同，证明是同一个对象} catch (ClassNotFoundException e) {// 注意：必须处理ClassNotFoundException异常// 异常原因：类的全路径名写错、类未被加载到类路径e.printStackTrace();}}
}

关键说明

• 类的全路径名：必须包含包名（如com.kuang.reflection.User而非User），否则会抛出ClassNotFoundException；
• 唯一性验证：c2~c4的hashCode相同，因为JVM对一个类只加载一次，对应唯一的Class对象；
• 异常处理：Class.forName()是受检异常，必须显式处理（try-catch或throws）。

三、得到Class类的几种方式

除了Class.forName()，Java还提供了另外3种获取Class对象的方式，不同方式适用于不同场景。我们先完整列出所有方式，再对比分析。

3.1 四种获取方式全解析

方式1：类名.class

直接通过“类名 + .class”获取，适用于编译期已知具体类的场景（如手动获取String、User的Class对象）。

// 方式1：类名.class
Class c1 = User.class;
Class c2 = String.class;
System.out.println("User的Class对象：" + c1); // class com.kuang.reflection.User
System.out.println("String的Class对象：" + c2); // class java.lang.String

方式2：对象.getClass()

通过类的实例对象调用getClass()方法获取，适用于已有对象，需要反推其类结构的场景（如方法参数为Object类型，需动态获取其具体类型）。

// 方式2：对象.getClass()
User user = new User("小明", 20);
Class c3 = user.getClass();
System.out.println("通过user对象获取：" + c3); // class com.kuang.reflection.User

方式3：Class.forName(全路径名)

前文已详细讲解，适用于编译期未知类，运行时通过字符串指定的场景（框架核心用法，如Spring读取配置文件中的className）。

方式4：基本数据类型的包装类.TYPE

基本数据类型（int、char等）没有getClass()方法，也不能用Class.forName()（因为基本类型不是类），需通过其包装类的.TYPE属性获取。

// 方式4：包装类.TYPE（针对基本数据类型）
Class c4 = int.class;          // 基本类型int的Class对象
Class c5 = Integer.TYPE;       // 包装类Integer的TYPE属性，等价于int.class
Class c6 = Integer.class;      // 包装类Integer本身的Class对象（≠ int.class）System.out.println(c4 == c5);  // true（都是基本类型int的Class对象）
System.out.println(c4 == c6);  // false（c4是int，c6是Integer类）

补充：数组的Class对象
数组也是一种特殊的类型，其Class对象可通过“数组对象.getClass()”或“数组类型.class”获取，且数组的Class对象与元素类型、维度相关。

// 数组的Class对象
int[] arr1 = new int[10];
int[][] arr2 = new int[2][3];
String[] arr3 = new String[5];Class c7 = arr1.getClass();
Class c8 = arr2.getClass();
Class c9 = arr3.getClass();System.out.println("int[]的Class：" + c7);    // class [I（[表示数组，I表示int）
System.out.println("int[][]的Class：" + c8);  // class [[I（二维数组）
System.out.println("String[]的Class：" + c9); // class [Ljava.lang.String;（L表示引用类型）

3.2 四种方式对比与选择

获取方式	适用场景	编译期是否已知类	能否获取基本类型Class
类名.class	已知具体类，手动获取	是	能（如int.class）
对象.getClass()	已有对象实例，反推类结构	是（已知对象类型）	否（基本类型无对象）
Class.forName(全路径名)	运行时动态加载（框架常用）	否	否（基本类型无全路径）
包装类.TYPE	获取基本数据类型的Class对象	是	能（仅基本类型）

四、所有类型的Class对象

除了普通类，Java中的接口、枚举、注解、基本类型、void、数组等，都有对应的Class对象。这也是Class类被称为“反射根源”的原因——它能封装所有Java类型的结构信息。

4.1 各类类型的Class对象实战

我们用代码覆盖所有类型的Class对象获取，直观感受其差异：

package com.kuang.reflection;import java.io.Serializable;
import java.lang.annotation.*;// 1. 定义注解
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation {}// 2. 定义枚举
enum Season { SPRING, SUMMER }// 3. 定义实现接口的类
@MyAnnotation
class Student implements Serializable {public String id;
}// 测试所有类型的Class对象
public class TestAllClass {public static void main(String[] args) {// 1. 普通类Class c1 = Student.class;// 2. 接口Class c2 = Serializable.class;// 3. 枚举Class c3 = Season.class;// 4. 注解Class c4 = MyAnnotation.class;// 5. 基本数据类型Class c5 = int.class;// 6. void类型Class c6 = void.class;// 7. 数组Class c7 = String[].class;// 打印所有Class对象System.out.println("1. 普通类：" + c1);       // class com.kuang.reflection.StudentSystem.out.println("2. 接口：" + c2);         // interface java.io.SerializableSystem.out.println("3. 枚举：" + c3);         // class com.kuang.reflection.SeasonSystem.out.println("4. 注解：" + c4);         // interface com.kuang.reflection.MyAnnotationSystem.out.println("5. 基本类型：" + c5);     // intSystem.out.println("6. void类型：" + c6);     // voidSystem.out.println("7. 数组：" + c7);         // class [Ljava.lang.String;}
}

4.2 关键结论

• 无论哪种类型（类、接口、枚举等），其Class对象都是Class类的实例；
• 不同类型的Class对象打印结果有差异（如接口前缀为interface，基本类型直接显示名称）；
• 所有类型的Class对象都可以通过反射API操作（如获取注解、方法等），这是框架实现“通用逻辑”的基础（如Spring可以扫描所有类型的组件）。

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