Java反射机制的概念
反射机制指在程序运行过程中,对任意一个类都能获取其所有属性和方法,并且对任意一个对象都能调用其任意一个方法。这种动态获取类和对象的信息,以及动态调用对象的方法的功能被称为Java语言的反射机制。
Java反射的应用
Java中的对象有两种类型:编译时类型和运行时类型。编译时类型指在声明对象时所采用的类型,运行时类型指为对象赋值时所采用的类型。
在如下代码中,persion对象的编译时类型为Person,运行时类型为Student,因此无法在编译时获取在Student类中定义的方法:
Person persion = new Student();
因此,程序在编译期间无法预知该对象和类的真实信息,只能通过运行时信息来发现该对象和类的真实信息,而其真实信息(对象的属性和方法)通常通过反射机制来获取,这便是Java语言中反射机制的核心功能。
Java的反射API
Java的反射API主要用于在运行过程中动态生成类、接口或对象等信息,其常用API如下:
- Class类:用于获取类的属性、方法等信息。
- Field类:表示类的成员变量,用于获取和设置类中的属性值。
- Method类:表示类的方法,用于获取方法的描述信息或者执行某个方法。
- Constructor类:表示类的构造方法。
Java反射的步骤
Java反射的步骤如下:
(1)获取想要操作的类的Class对象,该Class对象是反射的核心,通过它可以调用类的任意方法。
(2)调用Class对象所对应的类中定义的方法,这是反射的使用阶段。
(3)使用反射API来获取并调用类的属性和方法等信息。
获取Class对象的3种方法如下:
(1)调用某个对象的getClass方法以获取该类对应的Class对象:
Person p = new Person();
Class clazz = p.getClass();
(2)调用某个类的class属性以获取该类对应的Class对象:
Class clazz = Person.class;
(3)调用Class类中的forName静态方法以获取该类对应的Class对象,这是最安全、性能也最好的方法:
Class clazz=Class.forName("fullClassPath"); //fullClassPath为类的包路径及名称
我们在获得想要操作的类的Class对象后,可以通过Class类中的方法获取并查看该类中的方法和属性,具体代码如下:
//获取Person类的Class对象
Class clazz = Class.forName("hello.java.reflect.Persion");
//获取Person类的所有方法的信息Method[]
Method[] method = clazz.getDeclaredMethods();
for(Method m:method){
System.out.println(m.toString());
}
//获取Person类的所有成员的属性信息
Field[] field = clazz.getDeclaredFields();
for(Field f:field){
System.out.println(f.toString());
}
//获取Person类的所有构造方法的信息
Constructor[] constructor = clazz.getDeclaredConstructors();
for(Constructor c:constructor){
System.out.println(c.toString());
}
创建对象的两种方式
创建对象的两种方式如下:
- 使用Class对象的newInstance方法创建该Class对象对应类的实例,这种方法要求该Class对象对应的类有默认的空构造器。
- 先使用Class对象获取指定的Constructor对象,再调用Constructor对象的newInstance方法创建Class对象对应类的实例,通过这种方法可以选定构造方法创建实例。
创建对象的具体代码如下:
//获取Person类的Class对象
Class clazz = Class.forName("hello.java.reflect.Persion");
//使用newInstane方法创建对象
Person p = (Person) clazz.newInstance();
//获取构造方法并创建对象
Constructor c = clazz.getDeclaredConstructor(String.class, String.class, int.class);
//根据构造方法创建对象并设置属性
Person p1 = (Person) c.newInstance("酷客教程", "男",20);
Method的invoke方法
Method提供了关于类或接口上某个方法及如何访问该方法的信息,那么在运行的代码中如何动态调用该方法呢?答案就通过调用Method的invoke方法。我们通过invoke方法可以实现动态调用,比如可以动态传入参数及将方法参数化。具体过程为:获取对象的Method,并调用Method的invoke方法,如下所述:
(1)获取Method对象:通过调用Class对象的getMethod(String name, Class<? >... parameterTypes)
返回一个Method对象,它描述了此Class对象所表示的类或接口指定的公共成员方法。name参数是String类型,用于指定所需方法的名称。parameterTypes参数是按声明顺序标识该方法的形参类型的Class对象的一个数组,如果parameterTypes为null,则按空数组处理。
(2)调用invoke方法:指通过调用Method对象的invoke方法来动态执行函数。invoke方法的具体使用代码如下:
//step 1:获取Persion类(hello.java.reflect.Persion)的Class对象
Class clz = Class.forName("hello.java.reflect.Persion");
//step 2:获取Class对象中的setName方法Method
method = clz.getMethod("setName", String.class);
//step 3:获取Constructor对象Constructor
constructor = clz.getConstructor();
//step 4:根据Constructor定义对象Object
object = constructor.newInstance();
//step 5:调用method的invoke方法,这里的method表示setName方法
//因此,相当于动态调用object对象的setName方法并传入alex参数
method.invoke(object, "alex");
以上代码首先通过Class.forName
方法获取Persion类的Class对象;然后调用Persion类的Class对象的getMethod("setName", String.class)
获取一个method对象;接着使用Class对象获取指定的Constructor对象并调用Constructor对象的newInstance方法创建Class对象对应类的实例;最后通过调用method.invoke方法实现动态调用,这样就通过反射动态生成类的对象并调用其方法。
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