Java 反射_java反射
目录
什么是反射？
获取 Class 对象
反射的使用
反射相关的类
使用反射创建对象
反射构造方法
反射属性
反射方法
反射的优缺点
什么是反射？
反射（reflection）是 Java 中的一项特性，它允许程序 在运行时 查询和操作类的信息。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，都能调用它的任意方法和属性。获取到方法和属性后，就可以对其进行修改。这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能也就是Java的反射机制
Java文件被编译后，生成了 .class 文件，此时，JVM 就需要解读 .class 文件，.class 文件被 JVM 解析成一个对象，这个对象就是 java.lang.Class。因此，程序在运行时，每个Java文件最终都变成了 Class 类对象的一个实例
通过Java的反射机制，就可以获取甚至修改这个类的属性和动作，使这个类成为一个动态的类
获取 Class 对象
要使用反射机制，我们首先要拿到需要使用反射的类的 Class 对象，然后使用 Class 对象的方法，从而达到反射的目的
需要反射的类：
public class Student { // 私有属性 id private int id = 1; // 公有属性 name public String name = \"张三\"; public Student(){} private Student(int id, String name) { this.id = id; this.name = name; } // 公有方法 public void method1() { System.out.println(\"method1... \"); } // 私有方法 private int method2(int a, int b) { System.out.println(\"method2...\"); return a + b; } @Override public String toString() { return \"Student{\" + \"id=\" + id + \", name=\'\" + name + \'\\\'\' + \'}\'; }}（1）可以使用静态方法 Class.forName() 来获取 Class 对象
传递的参数 className 为类的全路径名，因此这种方式适用于已经确定了全路径名的类， ClassNotFoundException 为受查异常，需要进行处理
public class Test { public static void main(String[] args) { // 1. Class.forName() try { Class studentClass = Class.forName(\"Student\"); System.out.println(studentClass); } catch (ClassNotFoundException e) { throw new RuntimeException(e); } }}（2） 通过 类名.class 获取 Class 对象
public class Test { public static void main(String[] args) { // 2. 类名.class Class studentClass2 = Student.class; System.out.println(studentClass2); }}若在编译之前就已经明确了要操作的类，就可以使用 类名.class 的方式获取 Class 对象
（3）使用类对象的 getClass() 方法
public class Test { public static void main(String[] args) { // 3. 对象.getClass() Student student = new Student(); Class studentClass3 = student.getClass(); System.out.println(studentClass3); }}要使用类对象的 getClass() 方法获取 Class 对象，需要先创建类对象
那么，每次获取的 Class 对象是同一个吗？
我们来测试一下：
public class Test { public static void main(String[] args) { // 1. Class.forName() Class studentClass = null; try { studentClass = Class.forName(\"Student\"); System.out.println(studentClass); } catch (ClassNotFoundException e) { throw new RuntimeException(e); } // 2. 类名.class Class studentClass2 = Student.class; System.out.println(studentClass2); // 3. 对象.getClass() Student student = new Student(); Class studentClass3 = student.getClass(); System.out.println(studentClass3); System.out.println(studentClass.equals(studentClass2)); System.out.println(studentClass.equals(studentClass3)); System.out.println(studentClass2.equals(studentClass3)); }}运行结果：
一个类在 JVM 中只会有一个 Class 实例，因此，获取的 Class 对象是同一个
获取到 Class 对象后，我们就来对类中的方法和属性进行调用和修改
反射的使用
要使用反射，我们首先来了解与反射相关的类
反射相关的类
Class 位于 java.lang 包下，而 Field、Method、Constructor 都位于 java.lang.reflect 包下
使用反射创建对象
Class 类中获取类相关的方法：`
ClassLoader getClassLoader()
Class[] getDeclaredClasses()
static Class forName(String className)
T newInstance()
String getName()
使用 newInstance() 方法来创建 Student 类的实例：
public static void reflectNewInstance() { Class studentClass = null; try { studentClass = Class.forName(\"Student\"); Student student = (Student) studentClass.newInstance(); System.out.println(student); } catch (ClassNotFoundException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (InstantiationException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (IllegalAccessException e) { throw new RuntimeException(e); } } public static void main(String[] args) { reflectNewInstance(); }运行结果：
反射构造方法
Class 类中获得构造器相关方法：
Constructor getConstructor(Class... parameterTypes)
Constructor[] getConstructors()
Constructor getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes)
Constructor[] getDeclaredConstructors()
通过 getConstructor 获取公有的无参构造方法：
// 反射公有构造方法 public static void reflectPublicConstructor() { Class studentClass = null; try { studentClass = Class.forName(\"Student\"); // 公有构造方法 Constructor constructor = studentClass.getConstructor(); // 创建对象 Student student = (Student) constructor.newInstance(); System.out.println(student); } catch (ClassNotFoundException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (NoSuchMethodException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (InvocationTargetException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (InstantiationException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (IllegalAccessException e) { throw new RuntimeException(e); } } public static void main(String[] args) { reflectPublicConstructor(); }运行结果：
接下来，我们反射私有的构造方法：
使用 getDeclaredConstructor 可以获得该类中与参数类型匹配的构造方法（包括私有的）
私有的构造方法中带有两个参数 id 和 name，在获取时，需要传递参数类型
// 反射私有构造方法 public static void reflectPrivateConstructor() { Class studentClass = null; try { studentClass = Class.forName(\"Student\"); // 私有构造方法 Constructor constructor = studentClass.getDeclaredConstructor(int.class, String.class); // 创建对象 Student student = (Student) constructor.newInstance(2, \"李四\"); System.out.println(student); } catch (ClassNotFoundException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (NoSuchMethodException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (InvocationTargetException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (InstantiationException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (IllegalAccessException e) { throw new RuntimeException(e); } } public static void main(String[] args) { reflectPrivateConstructor(); }运行结果：
此时程序抛出了 IllegalAccessException 异常，为什么呢？
这是因为，在默认情况下，Java的访问控制机制会阻止对私有成员的直接访问，若想要访问私有字段和方法，需要使用 setAccessible(true) 进行设置 ，确认允许在运行时修改和访问私有成员
再次运行：
成功使用私有构造方法创建出 Student 对象
反射属性
Class 类中获取类属性相关方法：
Field getField(String name)
Field[] getFields()
Field getDeclaredField(String name)
Field[] getDeclaredFields()
使用 getField(String name) 方法可以获得对象的公有属性对象，而使用 getDeclaredField(String name) 可以获得对象任意权限的属性对象（包括私有的）
我们使用 getDeclaredField(String name) 来获取 Student 的私有属性 id 并使用 Field 类中的 set 方法对其进行修改：
// 反射属性 public static void reflectField() { Class studentClass = null; try { studentClass = Class.forName(\"Student\"); // 获取私有属性 Field field = studentClass.getDeclaredField(\"id\"); // 修改访问权限 field.setAccessible(true); Student student = new Student(); // 修改对象的私有属性值 System.out.println(student); field.set(student, 5); System.out.println(student); } catch (ClassNotFoundException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (NoSuchFieldException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (IllegalAccessException e) { throw new RuntimeException(e); } } public static void main(String[] args) { reflectField(); }同样的，由于要修改私有的属性，因此需要使用 setAccessible(true) 确认允许在运行时修改和访问私有属性
反射方法
Class 类中获取类方法相关方法：
Method getMethod(String name, Class... parameterTypes)
Method[] getMethods()
Method getDeclaredMethod(String name, Class... parameterTypes)
Method[] getDeclaredMethods()
在获取类的方法时，需要传入方法的名称 以及 方法的参数类型
使用 getDeclaredMethod 方法获取私有方法，并使用 Mehod 类中的 invoke 方法调用私有方法：
// 反射方法 public static void reflectMethod() { Class studentClass = null; try { studentClass = Class.forName(\"Student\"); // 获取私有方法 Method method = studentClass.getDeclaredMethod(\"method2\", int.class, int.class); // 修改访问权限 method.setAccessible(true); Student student = new Student(); // 调用私有方法 System.out.println(method.invoke(student, 2, 3)); } catch (ClassNotFoundException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (NoSuchMethodException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (InvocationTargetException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (IllegalAccessException e) { throw new RuntimeException(e); } } public static void main(String[] args) { reflectMethod(); }运行结果：
反射的优缺点
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，都能调用它的所有方法和属性
（2）增加了程序的灵活性和扩展性，降低了耦合性，提高自适应能力
（3）许多Java框架（如Spring、Hibernate）利用反射来实现依赖注入、对象关系映射等功能
缺点：
（1）反射操作相比于直接的方法调用和字段访问，速度较慢，因为它涉及到动态查找
（2）反射可以访问和修改私有成员，可能会导致安全隐患，破坏封装性
（3）使用反射的代码通常不如直接代码易读，增加了理解和维护的难度
（4）反射绕过了编译时类型检查，可能导致运行时错误，降低了程序的安全性
