Java反射機(jī)制是 Java 語(yǔ)言的一個(gè)重要特性。

在學(xué)習(xí) Java 反射機(jī)制前，大家應(yīng)該先了解兩個(gè)概念，編譯期和運(yùn)行期。

編譯期是指把源碼交給編譯器編譯成計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行的文件的過(guò)程。在 Java 中也就是把 Java 代碼編成 class 文件的過(guò)程。編譯期只是做了一些翻譯功能，并沒(méi)有把代碼放在內(nèi)存中運(yùn)行起來(lái)，而只是把代碼當(dāng)成文本進(jìn)行操作，比如檢查錯(cuò)誤。

運(yùn)行期是把編譯后的文件交給計(jì)算機(jī)執(zhí)行，直到程序運(yùn)行結(jié)束。所謂運(yùn)行期就把在磁盤中的代碼放到內(nèi)存中執(zhí)行起來(lái)。

反射機(jī)制是什么？

Java反射機(jī)制是指在運(yùn)行狀態(tài)中，對(duì)于任意一個(gè)類，都能夠知道這個(gè)類的所有屬性和方法。

對(duì)于任意一個(gè)對(duì)象，都能夠調(diào)用它的任意一個(gè)方法和屬性，這種動(dòng)態(tài)獲取的信息以及動(dòng)態(tài)調(diào)用對(duì)象的方法的功能稱為java語(yǔ)言的反射機(jī)制。

用一句話總結(jié)就是反射可以實(shí)現(xiàn)在運(yùn)行時(shí)可以知道任意一個(gè)類的屬性和方法。

為什么要用反射？

Java 反射機(jī)制主要提供了以下功能，這些功能都位于java.lang.reflect包比如：

Java 反射機(jī)制主要包括以下幾個(gè)方面：

• 獲取類的信息：反射機(jī)制允許程序在運(yùn)行時(shí)獲取一個(gè)類的信息，例如：類的名稱、修飾符、父類、接口、屬性和方法等。
• 創(chuàng)建對(duì)象：通過(guò)反射機(jī)制，程序可以在運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建一個(gè)類的實(shí)例對(duì)象，而不需要在編譯時(shí)知道這個(gè)類的類型。
• 訪問(wèn)屬性：通過(guò)反射機(jī)制，程序可以在運(yùn)行時(shí)訪問(wèn)一個(gè)對(duì)象的屬性，例如：獲取屬性值、設(shè)置屬性值、獲取屬性的類型和修飾符等。
• 調(diào)用方法：通過(guò)反射機(jī)制，程序可以在運(yùn)行時(shí)調(diào)用一個(gè)對(duì)象的方法，例如：獲取方法的參數(shù)、調(diào)用方法、獲取方法的返回值等。
• 修改訪問(wèn)權(quán)限：通過(guò)反射機(jī)制，程序可以在運(yùn)行時(shí)修改對(duì)象的訪問(wèn)權(quán)限，例如：設(shè)置屬性或方法的訪問(wèn)權(quán)限為 public、private 或 protected。

Java 反射機(jī)制在實(shí)際應(yīng)用中有廣泛的用途，例如：框架、動(dòng)態(tài)代理、注解處理器等。反射機(jī)制雖然功能強(qiáng)大，但是也有一些缺點(diǎn)，例如：性能較低、安全性較差等，因此在使用時(shí)需要注意。

要想知道一個(gè)類的屬性和方法，必須先獲取到該類的字節(jié)碼文件對(duì)象。獲取類的信息時(shí)，使用的就是 Class 類中的方法。所以先要獲取到每一個(gè)字節(jié)碼文件（.class）對(duì)應(yīng)的 Class 類型的對(duì)象。

眾所周知，所有 Java 類均繼承了 Object 類，在 Object 類中定義了一個(gè) getClass() 方法，該方法返回同一個(gè)類型為 Class 的對(duì)象。

表列出了通過(guò)反射可以訪問(wèn)的信息。

類型	訪問(wèn)方法	返回值類型	說(shuō)明
包路徑	getPackage()	Package?對(duì)象	獲取該類的存放路徑
類名稱	getName()	String 對(duì)象	獲取該類的名稱
繼承類	getSuperclass()	Class 對(duì)象	獲取該類繼承的類
實(shí)現(xiàn)接口	getlnterfaces()	Class 型數(shù)組	獲取該類實(shí)現(xiàn)的所有接口
構(gòu)造方法	getConstructors()	Constructor?型數(shù)組	獲取所有權(quán)限為 public 的構(gòu)造方法
	getDeclaredContruectors()	Constructor?對(duì)象	獲取當(dāng)前對(duì)象的所有構(gòu)造方法
方法	getMethods()	Methods 型數(shù)組	獲取所有權(quán)限為 public 的方法
	getDeclaredMethods()	Methods?對(duì)象	獲取當(dāng)前對(duì)象的所有方法
成員變量	getFields()	Field 型數(shù)組	獲取所有權(quán)限為 public 的成員變量
	getDeclareFileds()	Field 對(duì)象	獲取當(dāng)前對(duì)象的所有成員變量
內(nèi)部類	getClasses()	Class 型數(shù)組	獲取所有權(quán)限為 public 的內(nèi)部類
	getDeclaredClasses()	Class 型數(shù)組	獲取所有內(nèi)部類
內(nèi)部類的聲明類	getDeclaringClass()	Class 對(duì)象	如果該類為內(nèi)部類，則返回它的成員類，否則返回 null

反射機(jī)制的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

• 能夠運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)獲取類的實(shí)例，大大提高系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)展性。
• 與 Java 動(dòng)態(tài)編譯相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)比強(qiáng)大的功能。
• 對(duì)于 Java 這種先編譯再運(yùn)行的語(yǔ)言，能夠讓我們很方便的創(chuàng)建靈活的代碼，這些代碼可以在運(yùn)行時(shí)裝配，無(wú)需在組件之間進(jìn)行源代碼的鏈接，更加容易實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο蟆?/li>

缺點(diǎn)：

• 反射會(huì)消耗一定的系統(tǒng)資源，因此，如果不需要?jiǎng)討B(tài)地創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，那么就不需要用反射；
• 反射調(diào)用方法時(shí)可以忽略權(quán)限檢查，獲取這個(gè)類的私有方法和屬性，因此可能會(huì)破壞類的封裝性而導(dǎo)致安全問(wèn)題。

?反射機(jī)制API

java.lang.Class 類

java.lang.Class 類是實(shí)現(xiàn)反射的關(guān)鍵所在，Class 類的一個(gè)實(shí)例表示 Java 的一種數(shù)據(jù)類型，包括類、接口、枚舉、注解（Annotation）、數(shù)組、基本數(shù)據(jù)類型和 void。Class 沒(méi)有公有的構(gòu)造方法，Class 實(shí)例是由 JVM 在類加載時(shí)自動(dòng)創(chuàng)建的。

在程序代碼中獲得 Class 實(shí)例可以通過(guò)如下代碼實(shí)現(xiàn)：

// 1. 通過(guò)類型class靜態(tài)變量
Class clz1 = String.class;
String str = "Hello";
// 2. 通過(guò)對(duì)象的getClass()方法
Class clz2 = str.getClass();

每一種類型包括類和接口等，都有一個(gè) class 靜態(tài)變量可以獲得 Class 實(shí)例。另外，每一個(gè)對(duì)象都有 getClass() 方法可以獲得 Class 實(shí)例，該方法是由 Object 類提供的實(shí)例方法。

Class 類提供了很多方法可以獲得運(yùn)行時(shí)對(duì)象的相關(guān)信息，下面的程序代碼展示了其中一些方法。

public class ReflectionTest01 {public static void main(String[] args) {// 獲得Class實(shí)例// 1.通過(guò)類型class靜態(tài)變量Class clz1 = String.class;String str = "Hello";// 2.通過(guò)對(duì)象的getClass()方法Class clz2 = str.getClass();// 獲得int類型Class實(shí)例Class clz3 = int.class;// 獲得Integer類型Class實(shí)例Class clz4 = Integer.class;System.out.println("clz2類名稱：" + clz2.getName());System.out.println("clz2是否為接口：" + clz2.isInterface());System.out.println("clz2是否為數(shù)組對(duì)象：" + clz2.isArray());System.out.println("clz2父類名稱：" + clz2.getSuperclass().getName());System.out.println("clz2是否為基本類型：" + clz2.isPrimitive());System.out.println("clz3是否為基本類型：" + clz3.isPrimitive());System.out.println("clz4是否為基本類型：" + clz4.isPrimitive());}
}

運(yùn)行結(jié)果如下：

clz2類名稱：java.lang.String
clz2是否為接口：false
clz2是否為數(shù)組對(duì)象：false
clz2父類名稱：java.lang.Object
clz2是否為基本類型：false
clz3是否為基本類型：true
clz4是否為基本類型：false

java.lang.reflect 包

java.lang.reflect 包提供了反射中用到類，主要的類說(shuō)明如下：

• Constructor 類：提供類的構(gòu)造方法信息。
• Field 類：提供類或接口中成員變量信息。
• Method 類：提供類或接口成員方法信息。
• Array 類：提供了動(dòng)態(tài)創(chuàng)建和訪問(wèn) Java 數(shù)組的方法。
• Modifier 類：提供類和成員訪問(wèn)修飾符信息。

示例代碼如下：

public class ReflectionTest02 {public static void main(String[] args) {try {// 動(dòng)態(tài)加載xx類的運(yùn)行時(shí)對(duì)象Class c = Class.forName("java.lang.String");// 獲取成員方法集合Method[] methods = c.getDeclaredMethods();// 遍歷成員方法集合for (Method method : methods) {// 打印權(quán)限修飾符，如public、protected、privateSystem.out.print(Modifier.toString(method.getModifiers()));// 打印返回值類型名稱System.out.print(" " + method.getReturnType().getName() + " ");// 打印方法名稱System.out.println(method.getName() + "();");}} catch (ClassNotFoundException e) {System.out.println("找不到指定類");}}
}

通過(guò)反射訪問(wèn)構(gòu)造方法

為了能夠動(dòng)態(tài)獲取對(duì)象構(gòu)造方法的信息，首先需要通過(guò)下列方法之一創(chuàng)建一個(gè) Constructor 類型的對(duì)象或者數(shù)組。

• getConstructors()
• getConstructor(Class<?>…parameterTypes)
• getDeclaredConstructors()
• getDeclaredConstructor(Class<?>...parameterTypes)

如果是訪問(wèn)指定的構(gòu)造方法，需要根據(jù)該構(gòu)造方法的入口參數(shù)的類型來(lái)訪問(wèn)。例如，訪問(wèn)一個(gè)入口參數(shù)類型依次為 int 和 String 類型的構(gòu)造方法，下面的兩種方式均可以實(shí)現(xiàn)。

1、objectClass.getDeclaredConstructor(int.class,String.class);
2、objectClass.getDeclaredConstructor(new Class[]{int.class,String.class});

創(chuàng)建的每個(gè) Constructor 對(duì)象表示一個(gè)構(gòu)造方法，然后利用 Constructor 對(duì)象的方法操作構(gòu)造方法。Constructor 類的常用方法如表所示。

表Constructor類的常用方法

方法名稱	說(shuō)明
isVarArgs()	查看該構(gòu)造方法是否允許帶可變數(shù)量的參數(shù)，如果允許，返回 true，否則返回 false
getParameterTypes()	按照聲明順序以 Class 數(shù)組的形式獲取該構(gòu)造方法各個(gè)參數(shù)的類型
getExceptionTypes()	以 Class 數(shù)組的形式獲取該構(gòu)造方法可能拋出的異常類型
newInstance(Object … initargs)	通過(guò)該構(gòu)造方法利用指定參數(shù)創(chuàng)建一個(gè)該類型的對(duì)象，如果未設(shè)置參數(shù)則表示 采用默認(rèn)無(wú)參的構(gòu)造方法
setAccessiable(boolean flag)	如果該構(gòu)造方法的權(quán)限為 private，默認(rèn)為不允許通過(guò)反射利用?netlnstance() 方法創(chuàng)建對(duì)象。如果先執(zhí)行該方法，并將入口參數(shù)設(shè)置為?true，則允許創(chuàng)建對(duì) 象
getModifiers()	獲得可以解析出該構(gòu)造方法所采用修飾符的整數(shù)

通過(guò) java.lang.reflect.Modifier 類可以解析出 getMocMers() 方法的返回值所表示的修飾符信息。在該類中提供了一系列用來(lái)解析的靜態(tài)方法，既可以查看是否被指定的修飾符修飾，還可以字符串的形式獲得所有修飾符。表列出了 Modifier 類的常用靜態(tài)方法。

靜態(tài)方法名稱	說(shuō)明
isStatic(int mod)	如果使用 static 修飾符修飾則返回 true，否則返回 false
isPublic(int mod)	如果使用 public 修飾符修飾則返回 true，否則返回 false
isProtected(int mod)	如果使用 protected 修飾符修飾則返回 true，否則返回 false
isPrivate(int mod)	如果使用 private 修飾符修飾則返回 true，否則返回 false
isFinal(int mod)	如果使用 final 修飾符修飾則返回 true，否則返回 false
toString(int mod)	以字符串形式返回所有修飾符

例如，下列代碼判斷對(duì)象 con 所代表的構(gòu)造方法是否被 public 修飾，以及以字符串形式獲取該構(gòu)造方法的所有修飾符。

int modifiers = con.getModifiers(); // 獲取構(gòu)造方法的修飾符整數(shù)
boolean isPublic = Modifier.isPublic(modifiers); // 判斷修飾符整數(shù)是否為public
string allModifiers = Modifier.toString(modifiers);

通過(guò)反射執(zhí)行方法（獲取方法）

要動(dòng)態(tài)獲取一個(gè)對(duì)象方法的信息，首先需要通過(guò)下列方法之一創(chuàng)建一個(gè) Method 類型的對(duì)象或者數(shù)組。

• getMethods()
• getMethods(String name,Class<?> …parameterTypes)
• getDeclaredMethods()
• getDeclaredMethods(String name,Class<?>...parameterTypes)

如果是訪問(wèn)指定的構(gòu)造方法，需要根據(jù)該方法的入口參數(shù)的類型來(lái)訪問(wèn)。例如，訪問(wèn)一個(gè)名稱為 max，入口參數(shù)類型依次為 int 和 String 類型的方法。

下面的兩種方式均可以實(shí)現(xiàn)：

1、objectClass.getDeclaredConstructor("max",int.class,String.class);
2、objectClass.getDeclaredConstructor("max",new Class[]{int.class,String.class});

Method 類的常用方法如表 3 所示。

靜態(tài)方法名稱	說(shuō)明
getName()	獲取該方法的名稱
getParameterType()	按照聲明順序以 Class 數(shù)組的形式返回該方法各個(gè)參數(shù)的類型
getReturnType()	以 Class 對(duì)象的形式獲得該方法的返回值類型
getExceptionTypes()	以 Class 數(shù)組的形式獲得該方法可能拋出的異常類型
invoke(Object obj,Object...args)	利用 args 參數(shù)執(zhí)行指定對(duì)象 obj 中的該方法，返回值為 Object 類型
isVarArgs()	查看該方法是否允許帶有可變數(shù)量的參數(shù)，如果允許返回 true，否則返回 false
getModifiers()	獲得可以解析出該方法所采用修飾符的整數(shù)

通過(guò)反射訪問(wèn)成員變量?

通過(guò)下列任意一個(gè)方法訪問(wèn)成員變量時(shí)將返回 Field 類型的對(duì)象或數(shù)組。

• getFields()
• getField(String name)
• getDeclaredFields()
• getDeclaredField(String name)

上述方法返回的 Field 對(duì)象代表一個(gè)成員變量。例如，要訪問(wèn)一個(gè)名稱為 price 的成員變量，示例代碼如下：

object.getDeciaredField("price");

Field 類的常用方法如表所示

方法名稱	說(shuō)明
getName()	獲得該成員變量的名稱
getType()	獲取表示該成員變量的 Class 對(duì)象
get(Object obj)	獲得指定對(duì)象 obj 中成員變量的值，返回值為 Object 類型
set(Object obj, Object value)	將指定對(duì)象 obj 中成員變量的值設(shè)置為 value
getlnt(0bject obj)	獲得指定對(duì)象 obj 中成員類型為 int 的成員變量的值
setlnt(0bject obj, int i)	將指定對(duì)象 obj 中成員變量的值設(shè)置為 i
setFloat(Object obj, float f)	將指定對(duì)象 obj 中成員變量的值設(shè)置為 f
getBoolean(Object obj)	獲得指定對(duì)象 obj 中成員類型為 boolean 的成員變量的值
setBoolean(Object obj, boolean b)	將指定對(duì)象 obj 中成員變量的值設(shè)置為 b
getFloat(Object obj)	獲得指定對(duì)象 obj 中成員類型為 float 的成員變量的值
setAccessible(boolean flag)	此方法可以設(shè)置是否忽略權(quán)限直接訪問(wèn) private 等私有權(quán)限的成員變量
getModifiers()	獲得可以解析出該方法所采用修飾符的整數(shù)