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30天学Java第十天——反射机制

news 来源：原创 2025/9/2 1:07:27

反射机制

反射机制是 Java 语言中的一个重要特性，它允许程序在运行时动态地获取类的信息（如类的属性、方法和构造器等），并且可以操作这些信息。
反射机制在某些情况下非常有用，例如开发框架、库，或者需要进行动态类加载和方法调用的场景。
许多 Java 框架（如 Spring 和 Hibernate）使用反射来实现依赖注入和 AOP 切面编程。

什么是反射机制

反射机制可以理解为“运行时类型信息”，它提供了一种访问和操作对象属性与方法的能力，而无需在编译时知道对象的具体类型。通过反射，开发者可以：

检查类的构造方法、方法和属性。
创建对象实例。
获取或设置属性的值。
动态调用方法。

Java 的反射机制核心类：

反射机制的核心类在 java.lang.reflect 包中，主要包括以下几个类：

Class：表示类的对象，可以获取类的结构信息（属性、方法等）。
Field：表示类的字段，可以获取或修改该字段的值。
Method：表示类的方法，可以通过反射调用方法。
Constructor：表示类的构造器，可以通过反射创建对象实例。

如何使用反射

以下是使用 Java 反射机制的的几种应用方式：

获取 Class 对象四种方式：

第一种：可以通过 Class.forName(“完全限定类名”) 获取。

完全限定类名要带包名，用双引号括起来作为字符串
这个方法的执行会导致类加载动作发生
```
Class<?> clazz = Class.forName("com.example.MyClass");
```
第二种：可以通过实例调用 getClass() 方法获取。
注意：下面两个 clazz1 与 clazz2 是一样的，都表示 MyClass 这个类，即Java中的同一个类的类型只存在一份，反射得到的都是同一个类型
```
MyClass obj1 = new MyClass();  
MyClass obj2 = new MyClass();
Class<?> clazz1 = obj1.getClass();
Class<?> clazz2 = obj2.getClass();
System.out.print(clazz1 == clazz2); // 结果是ture
```
第三种：可以通过类名直接访问 ClassName.class 获取。
```
Class<?> clazz = MyClass.class;
```
第四种：直接通过系统 / 应用类加载器的 getSystemClassLoader() 方法获取
这种方法的类加载不会进行初始化，只有当该类第一次使用的时候才会初始化
```
ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
Class<?> clazz = systemClassLoader .loadClass("com.example.MyClass");
```

创建对象

MyClass obj = (MyClass) clazz.newInstance(); // 注意：此方法在 Java 9 以后被弃用，推荐使用 Constructor
//使用 Constructor 创建对象
Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor();  
MyClass obj = (MyClass) constructor.newInstance(); // 使用 Constructor 创建对象

获取和操作字段、方法和构造器的信息：

使用getField(), getFields() ,getDeclaredField() 方法获取字段信息。

getField(), getFields()只能获取 public 修饰的字段
getDeclaredField() 可以获取所有权限字段
- 获取属性名字：getName()
- 获取属性的类型：Class getType()
  得到类型后就可以使用getName()获取类型的名字，通过getSimpleName()获取类型的简短名字
- 获取修饰符：int getModifiers()
  返回值是 int 类型，是修饰符的 int 类型表示，可以使用 Modifier 类的 toString() 方法将 int 转换为对于的修饰符

使用 Field 类的 set() 和 get() 方法操作字段的值。

Field field = clazz.getDeclaredField("fieldName"); // 获取字段  
field.setAccessible(true); // 如果是私有字段，需要设置为可访问  
field.set(obj, "newValue"); // 设置字段值  String value = (String) field.get(obj); // 获取字段值

使用 getMethod(), getDeclaredMethod() 方法获取方法信息。使用 Method 类的 invoke() 方法动态调用方法。

Method method = clazz.getDeclaredMethod("methodName", String.class); // 根据方法名和参数类型获取方法  
method.setAccessible(true); // 如果是私有方法，需要设置为可访问  
method.invoke(obj, "argument"); // 调用方法

使用 getConstructor(), getDeclaredConstructor() 方法获取构造器信息。

反射获取父类泛型
通过 getGenericSuperclass() 方法获取当前类的父类泛型，返回值是类型 ParameterizedType(参数化类型) ，属于 Type（这是java.lang.reflect下的接口，表示一种类型）。
然后通过 ParameterizedType.getActualTyoeArguments() 方法获取到父类泛型的类型集合
获取接口、属性、方法参数、方法返回值、构造方法参数的泛型与获取父类泛型类似
- 接口：getGenericInterfaces()
- 属性：先获取属性，然后通过 getGenericType() 方法获取属性的泛型类型
- 方法参数：先获取方法，然后通过 getGenericParameterTypes() 方法获取方法参数的泛型类型
- 方法返回值：先获取方法，然后通过 getGenericReturnType() 方法获方法返回值的泛型类型
- 构造方法参数：先获取构造方法，然后通过 getGenericParameterTypes() 方法获取构造方法参数的泛型类型

反射的缺点

尽管反射机制提供了强大的灵活性，但它也有一些缺点：

性能开销: 反射操作通常比直接代码调用慢，因为它涉及到多层间接调用和更复杂的安全检查。
安全性问题: 反射绕过了一些访问控制检查，可能导致安全隐患。
代码可读性: 使用反射会使代码变得不太清晰和可读，尤其是当涉及复杂的反射逻辑时。

反射的示例

import java.lang.reflect.Constructor;  
import java.lang.reflect.Field;  
import java.lang.reflect.Method;  class Person {  private String name;  public Person() { }  public void setName(String name) {  this.name = name;  }  public String getName() {  return name;  }  
}  public class ReflectionExample {  public static void main(String[] args) {  try {  // 1. 获取 Class 对象  Class<?> clazz = Class.forName("Person");  // 2. 创建实例  Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor();  Object personInstance = constructor.newInstance();  // 3. 调用方法设置属性  Method setNameMethod = clazz.getDeclaredMethod("setName", String.class);  setNameMethod.invoke(personInstance, "John Doe");  // 4. 访问字段  Field nameField = clazz.getDeclaredField("name");  nameField.setAccessible(true); // 访问私有字段  String nameValue = (String) nameField.get(personInstance);  // 5. 输出结果  System.out.println("Name: " + nameValue); // 输出: Name: John Doe  } catch (Exception e) {  e.printStackTrace();  }  }  
}

注：本文章源于学习动力节点老杜的java教程视频后的笔记整理，方便自己复习的同时，也希望能给csdn的朋友们提供一点帮助。

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