一篇文章弄懂 Java 反射的使用

2021 年 6 月 8 日
筆記
JAVA, Java线程相关

说到Java反射，必须先把 Java 的字节码搞明白了，也就是 Class , 大 Class
在之前的文章中，我们知道了Java的大Class就是类的字节码，就是一个普通的类，里面保存的是类的信息，还不太明白Java的大Class的，可以先看一下之前的文章一篇文章彻底搞懂Java的大Class到底是什么

先想一个问题

1. 给我们一个类，我们如何使用？

这还不简单，通过这个类，创建一个类的对象，再通过这个对象，调用类的方法或者属性

比如有一个类叫 Student , 里面有一个 name字段和一个 age 字段，还有3个方法，源码如下：

package com.model;

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student(){
    }

    public Student(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public 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;
    }

    public void show(){
        System.out.println("name=" + this.name + " age=" + this.age);
    }
}

上面的代码很简单，应该都能看懂，我们以这个Student类来实验

回到上面的问题：如何使用这个类？ ，代码如下：

        //1 创建一个对象
        Student s = new Student();

        //2 调用对象的方法
        s.setName("李雷");
        s.setAge(23);

        //3 打印一下
        s.show();

打印的结果下：
name=李雷 age=23

上面就是和 反射 相反的通过正常的方式创建一个类的对象，然后通过对象调用类的方法

其实我们还可以根据类的字节码来创建对象，然后调用类的方法
也就是通过某个类的 Class ，来创建对象，然后调用类的方法

2. 如何获取类的 Class 呢？

有3个方法，以Student为例，演示如下：

第一种：通过 Class.forName(“com.model.Student”) 来获取Student的 Class

代码如下:

Class cls = Class.forName("com.model.Student");

第二种：通过 Student.class

Class cls = Student.class

第三种：通过类的对象来获取，调用类的对象的 getClass()方法

Student s = new Student();
Class cls = s.getClass()

以上就是三种方法获取一个类的 Class 的方法,必须要牢记，尤其是前 2 个，用的最多

3. 如何通过`Class`来创建对象，进而来调用类的方法或者属性呢？

第一步：获取类的 Class 对象
第二步：获取对应的方法的字节码 Method 以及构造函数的字节码 Constructor ，或者字段的字节码 Field
第三步：通过Constructor的 newInstance()方法生成一个类的对象
第四步：通过调用 Method的 invoke()方法完成调用类的代码

代码演示如下：

        //第一步：获取Student的 Class 对象，即Student的字节码
        Class cls = Class.forName("com.model.Student");

        //第二步：获取无参的构造方法的字节码，当然也可以获取有参的
        Constructor constructor = cls.getConstructor();

        //第三步：调用构造函数的字节码对象的 newInstance 方法创建 Student的对象 obj
        Object obj = constructor.newInstance();

        //第四步：获取 setName 方法的字节码,注意参数传方法的名字以及方法中参数的字节码
        //      获取了setName的字节码 method,调用方法必须要有一个对象，所以上面的obj对象就是用来此处的
        //      一定要传进行
        Method method = cls.getMethod("setName", String.class);
        method.invoke(obj,"待兔");

        //和上面类似，只不过这次 getMethod 的第二个参数传的是 int.class
        //因为第二个参数是int类型
        Method method1 = cls.getMethod("setAge", int.class);
        method1.invoke(obj,23);

        //和上面类似 ，只不过 show()方法是无参的，所以 getMethod 只需要传方法的名字"show" 即可
        Method showMethod = cls.getMethod("show");

        //最后：调用showMethod方法，通过调用showMethod的invoke方法，里面传入前面创建的obj对象
        //就达到了调用对象的show方法
        showMethod.invoke(obj);

通过上面的代码演示可以看出，在不知道 Student 类型的情况下，我们只需要知道 Student类的全类名（包名+类名）
也就是com.model.Student ,就可以获取到 Student类的

和直接通过 Student s = new Student(); s.show(); 这种方法不一样的是，上面是在运行时通过字符串值知道要运行的类是com.model.Student

所以，反射就是在运行的时候，才知道这个类是什么，并且可以在运行的时候，获取这个类的完整信息，并调用对应的方法

4. 常用的反射API

4.1 在反射中，要获取一个类或调用一个类的方法，我们首先需要获取到该类的 Class 对象

获取Class对象有三种方法，上面已经讲过，这里再次贴出来，加深印象

使用 Class.forName 静态方法,前提是你知道类的全类名
Class cls = Class.forName("com.model.Student"); ，其实这种方法就是加载类的
使用类的 .class 方法
Class cls = Student.class
不过这种方法，只适合在编译时就知道操作的 Class
使用类对象的 getClass() 方法。
Student s = new Student();
Class cls = s.getClass()

4.2 获取所有类的的方法

可以通过 Class对象 getMethods()或者 cls.getDeclaredMethods() 来获取所有的方法的字节码

两者的区别是：getMethods()获取的方法包括父类的，getDeclaredMethods() 获取的是子类的

演示 getMethods()

Method[] methods = cls.getMethods();
for (Method m : methods) {
    System.out.println(m.getName());
}

输出出下：

getName
setName
setAge
show
getAge
wait
wait
wait
equals
toString
hashCode
getClass
notify
notifyAll

可以看到，输出了很多父类中的方法（Object类中的方法）

再来看一下 getDeclaredMethods() 方法

Method[] methods = cls.getDeclaredMethods();
for (Method m : methods) {
    System.out.println(m.getName());
}

输出如下：

getName
setName
setAge
show
getAge

可以看到，只有子类自己的方法，并没有父类的方法

5. 通过反射创建类的对象需要注意的点

上面我们通过 Constructor 对象的newInstance()方法，来创建对象
其实还有一种方法，也可以使用 Class对象的newInstance()

5.1 第一种：通过 Class 对象 `newInstance()`方法

Class cls = Class.forName("com.model.Student");
Student obj = (Student) cls.newInstance();

5.2 第二种：通过 Constructor 对象的 newInstance() 方法

//第一步：获取Student的 Class 对象，即Student的字节码
Class cls = Class.forName("com.model.Student");

//第二步：获取无参的构造方法的字节码，当然也可以获取有参的
Constructor constructor = cls.getConstructor();

//第三步：调用构造函数的字节码对象的 newInstance 方法创建 Student的对象 obj
Object obj = constructor.newInstance();

::: warning
通过 Constructor 对象创建类对象可以选择特定构造方法，而通过 Class 对象则只能使用默认的无参数构造方法。
下面的代码就调用了一个有参数的构造方法进行了类对象的初始化。
:::

Class cls = Class.forName("com.model.Student");
Constructor constructor = cls.getConstructor(String.class,int.class);
Object obj = constructor.newInstance("tom",23);

通过上面的讲解，应该对反射的用法有了个大致的了解了，Class有很多方法，感兴趣的可以自己写个helloworld调试一下
不过怎么说，还是要先弄明白 Class 到底是什么，知道了 Class 的本质，再来看反射，就很容易了

还不太明白的一定要看看下面的文章
一篇文章彻底搞懂Java的大Class到底是什么

Tags: JAVA Java线程相关