Java學習_反射
- 什麼是反射？
- 反射就是Reflection，Java的反射是指程式在運行期可以拿到一個對象的所有資訊。
- 反射是為了解決在運行期，對某個實例一無所知的情況下，如何調用其方法。
- JAVA反射機制是在運行狀態中，對於任何一個類，都能夠知道這個類的所有屬性和方法；對於任何一個對象，都能夠調用它的任意方法和屬性；這種動態獲取資訊以及動態調用對象方法的功能稱為java語言的反射機制。
- Class類
class是由JVM在執行過程中動態載入的。JVM在第一次讀取到一種class類型時，將其載入進記憶體。每載入一種class，JVM就為其創建一個Class類型的實例，並關聯起來。注意：這裡的Class類型是一個名叫Class的class。public final class Class { private Class() {} }
以
String類為例，當JVM載入String類時，它首先讀取String.class文件到記憶體，然後，為String類創建一個Class實例並關聯起來。Class cls = new Class(String);查看JDK源碼，可以發現
Class類的構造方法是private，只有JVM能創建Class實例，我們自己的Java程式是無法創建Class實例的。JVM持有的每個Class實例都指向一個數據類型（class或interface）。一個Class實例包含了該class的所有完整資訊。┌───────────────────────────┐ │ Class Instance │──────> String ├───────────────────────────┤ │name = "java.lang.String" │ └───────────────────────────┘ ┌───────────────────────────┐ │ Class Instance │──────> Random ├───────────────────────────┤ │name = "java.util.Random" │ └───────────────────────────┘ ┌───────────────────────────┐ │ Class Instance │──────> Runnable ├───────────────────────────┤ │name = "java.lang.Runnable"│ └───────────────────────────┘┌───────────────────────────┐ │ Class Instance │──────> String ├───────────────────────────┤ │name = "java.lang.String" │ ├───────────────────────────┤ │package = "java.lang" │ ├───────────────────────────┤ │super = "java.lang.Object" │ ├───────────────────────────┤ │interface = CharSequence...│ ├───────────────────────────┤ │field = value[],hash,... │ ├───────────────────────────┤ │method = indexOf()... │ └───────────────────────────┘-
JVM為每個載入的
class創建了對應的Class實例，並在實例中保存了該class的所有資訊，包括類名、包名、父類、實現的介面、所有方法、欄位等，因此，如果獲取了某個Class實例，我們就可以通過這個Class實例獲取到該實例對應的class的所有資訊。這種通過Class實例獲取class資訊的方法稱為反射（Reflection）。 - 獲取一個
class的Class實例，有三個方法。- 方法一：直接通過一個
class的靜態變數class獲取。Class cls = String.class; -
如果有一個實例變數，可以通過該實例變數提供的
getClass()方法獲取。String s = "Hello"; Class cls = s.getClass(); -
如果知道一個
class的完整類名，可以通過靜態方法Class.forName()獲取。Class cls = Class.forName("java.lang.String");
- 方法一：直接通過一個
Class實例在JVM中是唯一的，所以，上述方法獲取的Class實例是同一個實例。可以用==比較兩個Class實例。Integer n = new Integer(123); boolean b1 = n instanceof Integer; // true，因為n是Integer類型 boolean b2 = n instanceof Number; // true，因為n是Number類型的子類 boolean b3 = n.getClass() == Integer.class; // true，因為n.getClass()返回Integer.class boolean b4 = n.getClass() == Number.class; // false，因為Integer.class!=Number.class
用
instanceof不但匹配指定類型，還匹配指定類型的子類。而用==判斷class實例可以精確地判斷數據類型，但不能作子類型比較。通常情況下，我們應該用instanceof判斷數據類型，因為面向抽象編程的時候，我們不關心具體的子類型。只有在需要精確判斷一個類型是不是某個class的時候，我們才使用==判斷class實例。- 從
Class實例獲取獲取的基本資訊。1 public class Main { 2 public static void main(String[] args) { 3 printClassInfo("".getClass()); 4 printClassInfo(Runnable.class); 5 printClassInfo(java.time.Month.class); 6 printClassInfo(String[].class); 7 printClassInfo(int.class); 8 } 9 10 static void printClassInfo(Class cls) { 11 System.out.println("Class name: " + cls.getName()); 12 System.out.println("Simple name: " + cls.getSimpleName()); 13 if (cls.getPackage() != null) { 14 System.out.println("Package name: " + cls.getPackage().getName()); 15 } 16 System.out.println("is interface: " + cls.isInterface()); 17 System.out.println("is enum: " + cls.isEnum()); 18 System.out.println("is array: " + cls.isArray()); 19 System.out.println("is primitive: " + cls.isPrimitive()); 20 } 21 }
- 獲取到了一個
Class實例，可以通過該Class實例來創建對應類型的實例。// 獲取String的Class實例: Class cls = String.class; // 創建一個String實例: String s = (String) cls.newInstance();
上述程式碼相當於
new String()。通過Class.newInstance()可以創建類實例，它的局限是：只能調用public的無參數構造方法。帶參數的構造方法，或者非public的構造方法都無法通過Class.newInstance()被調用。 -
動態載入
-
JVM在執行Java程式的時候，並不是一次性把所有用到的class全部載入到記憶體，而是第一次需要用到class時才載入。
-
- 訪問欄位
-
Class類提供了以下幾個方法來獲取欄位：- Field getField(name)：根據欄位名獲取某個public的field（包括父類）
- Field getDeclaredField(name)：根據欄位名獲取當前類的某個field（不包括父類）
- Field[] getFields()：獲取所有public的field（包括父類）
- Field[] getDeclaredFields()：獲取當前類的所有field（不包括父類）
1 public class Main { 2 public static void main(String[] args) throws Exception { 3 Class stdClass = Student.class; 4 // 獲取public欄位"score": 5 System.out.println(stdClass.getField("score")); 6 // 獲取繼承的public欄位"name": 7 System.out.println(stdClass.getField("name")); 8 // 獲取private欄位"grade": 9 System.out.println(stdClass.getDeclaredField("grade")); 10 } 11 } 12 13 class Student extends Person { 14 public int score; 15 private int grade; 16 } 17 18 class Person { 19 public String name; 20 }
-
一個
Field對象包含了一個欄位的所有資訊：getName()：返回欄位名稱，例如，"name"；getType()：返回欄位類型，也是一個Class實例，例如，String.class；getModifiers()：返回欄位的修飾符，它是一個int，不同的bit表示不同的含義。-
以
String類的value欄位為例，它的定義是：public final class String { private final byte[] value; }
用反射獲取該欄位的資訊：
Field f = String.class.getDeclaredField("value"); f.getName(); // "value" f.getType(); // class [B 表示byte[]類型 int m = f.getModifiers(); Modifier.isFinal(m); // true Modifier.isPublic(m); // false Modifier.isProtected(m); // false Modifier.isPrivate(m); // true Modifier.isStatic(m); // false
-
獲取欄位值
-
利用反射拿到欄位的一個
Field實例只是第一步，還可以拿到一個實例對應的該欄位的值。例如，對於一個Person實例，可以先拿到name欄位對應的Field，再獲取這個實例的name欄位的值。1 import java.lang.reflect.Field; 2 3 public class Main { 4 5 public static void main(String[] args) throws Exception { 6 Object p = new Person("Xiao Ming"); 7 Class c = p.getClass(); 8 Field f = c.getDeclaredField("name");
f.setAccessible(true); 9 Object value = f.get(p); 10 System.out.println(value); // "Xiao Ming" 11 } 12 } 13 14 class Person { 15 private String name; 16 17 public Person(String name) { 18 this.name = name; 19 } 20 }Objectget(Object obj)返回指定對象上此欄位表示的欄位的值。
-
-
設置欄位值
- 設置欄位值是通過
Field.set(Object, Object)實現的，其中第一個Object參數是指定的實例，第二個Object參數是待修改的值。1 import java.lang.reflect.Field; 2 3 public class Main { 4 5 public static void main(String[] args) throws Exception { 6 Person p = new Person("Xiao Ming"); 7 System.out.println(p.getName()); // "Xiao Ming" 8 Class c = p.getClass(); 9 Field f = c.getDeclaredField("name"); 10 f.setAccessible(true); 11 f.set(p, "Xiao Hong"); 12 System.out.println(p.getName()); // "Xiao Hong" 13 } 14 } 15 16 class Person { 17 private String name; 18 19 public Person(String name) { 20 this.name = name; 21 } 22 23 public String getName() { 24 return this.name; 25 } 26 }
- 設置欄位值是通過
- Java的反射API提供的
Field類封裝了欄位的所有資訊：- 通過
Class實例的方法可以獲取Field實例：getField()，getFields()，getDeclaredField()，getDeclaredFields()； - 通過Field實例可以獲取欄位資訊：
getName()，getType()，getModifiers()； - 通過Field實例可以讀取或設置某個對象的欄位，如果存在訪問限制，要首先調用
setAccessible(true)來訪問非public欄位。 - 通過反射讀寫欄位是一種非常規方法，它會破壞對象的封裝。
- 通過
-
- 調用方法
-
Class類提供了以下幾個方法來獲取Method：Method getMethod(name, Class...)：獲取某個public的Method（包括父類）Method getDeclaredMethod(name, Class...)：獲取當前類的某個Method（不包括父類）Method[] getMethods()：獲取所有public的Method（包括父類）Method[] getDeclaredMethods()：獲取當前類的所有Method（不包括父類）1 public class Main { 2 public static void main(String[] args) throws Exception { 3 Class stdClass = Student.class; 4 // 獲取public方法getScore，參數為String: 5 System.out.println(stdClass.getMethod("getScore", String.class)); 6 // 獲取繼承的public方法getName，無參數: 7 System.out.println(stdClass.getMethod("getName")); 8 // 獲取private方法getGrade，參數為int: 9 System.out.println(stdClass.getDeclaredMethod("getGrade", int.class)); 10 } 11 } 12 13 class Student extends Person { 14 public int getScore(String type) { 15 return 99; 16 } 17 private int getGrade(int year) { 18 return 1; 19 } 20 } 21 22 class Person { 23 public String getName() { 24 return "Person"; 25 } 26 }
-
一個
Method對象包含一個方法的所有資訊：getName()：返回方法名稱，例如："getScore"；getReturnType()：返回方法返回值類型，也是一個Class實例，例如：String.class；getParameterTypes()：返回方法的參數類型，是一個Class數組，例如：{String.class, int.class}；getModifiers()：返回方法的修飾符，它是一個int，不同的bit表示不同的含義。
- 如果用反射來調用
substring方法。1 import java.lang.reflect.Method; 2 3 public class Main { 4 public static void main(String[] args) throws Exception { 5 // String對象: 6 String s = "Hello world"; 7 // 獲取String substring(int)方法，參數為int: 8 Method m = String.class.getMethod("substring", int.class); 9 // 在s對象上調用該方法並獲取結果: 10 String r = (String) m.invoke(s, 6); 11 // 列印調用結果: 12 System.out.println(r); 13 } 14 }
-
