Java学习——day22(Java反射基础入门)

Java反射笔记

1.反射的定义

• 反射是什么？
  Java反射是一种在运行时动态获取类的结构信息并操作对象的机制。通过反射，你可以：
  • 获取类信息：在程序运行时动态加载类，检查类的属性、方法和构造函数。
  • 动态操作：可以动态调用对象的方法、修改对象的属性（即使是私有成员），甚至创建新的对象实例。
• 应用场景：
  • 框架开发（如Spring、Hibernate）常常利用反射实现依赖注入、动态代理和数据绑定。
  • 插件化开发：根据配置动态加载类，实现模块化扩展。

2. 认识反射的关键API

2.1 Class

• 作用：代表一个类或接口的运行时类型信息。
• 获取方式：
  • 使用实例的 getClass() 方法：Object obj = new Person(); Class<?> cls = obj.getClass();
  • 使用静态方法 Class.forName("完整类名")：Class<?> cls = Class.forName("com.example.Person");
• 常用方法：
  • getName()：获取类的全限定名。
  • getDeclaredFields()：获取所有声明的字段（包括私有字段）。
  • getDeclaredMethods()：获取所有声明的方法。
  • getConstructors() 和 getDeclaredConstructors()：获取公共构造函数或所有构造函数。

2.2 Field

• 作用：代表类的成员变量（字段）。
• 常用方法：
  • getName()：返回字段名称。
  • get(Object obj)：获取指定对象上此字段的值。
  • set(Object obj, Object value)：修改指定对象上此字段的值。
  • setAccessible(true)：当字段是私有时，允许通过反射访问或修改其值。
• 注意事项：使用 setAccessible(true) 时要注意安全性和封装性，最好在必要时才使用。

2.3 Method

• 作用：代表类中的方法。
• 常用方法：
• getName()：获取方法名称。
• invoke(Object obj, Object... args)：在指定对象上调用此方法，传递必要的参数。
• getParameterTypes()：获取方法参数类型数组。
• 使用场景：动态调用对象方法，或在运行时根据方法名称决定调用哪个方法。

2.4 Constructor

• 作用：代表类的构造函数。
• 常用方法：
  • newInstance(Object... initargs)：利用构造函数创建新实例，传入必要参数。
  • getParameterTypes()：获取构造函数的参数类型。
• 使用场景：动态创建对象实例，尤其是在编写通用工厂模式或插件式架构时非常有用。

3. 示例代码讲解与分析

下面是一段简单的示例代码，展示如何使用反射获取一个类的结构信息。假设我们有一个简单的 Person 类。
示例代码

// 定义一个简单的Person类
public class Person {private String name;private int age;// 构造函数public Person() {this.name = "Default";this.age = 0;}public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}// 方法：打印信息public void sayHello() {System.out.println("Hello, my name is " + name);}
}

反射获取类信息的示例

import java.lang.reflect.*;public class ReflectionDemo {public static void main(String[] args) {try {// 1. 获取Person类的Class对象Class<?> personClass = Class.forName("Person");// 2. 获取类的名称System.out.println("类名称：" + personClass.getName());// 3. 获取所有构造函数Constructor<?>[] constructors = personClass.getDeclaredConstructors();System.out.println("构造函数：");for (Constructor<?> constructor : constructors) {System.out.println("  " + constructor);}// 4. 获取所有字段（包括私有字段）Field[] fields = personClass.getDeclaredFields();System.out.println("字段：");for (Field field : fields) {System.out.println("  " + field.getName());}// 5. 获取所有方法Method[] methods = personClass.getDeclaredMethods();System.out.println("方法：");for (Method method : methods) {System.out.println("  " + method.getName());}} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();}}
}

分析

• Class.forName(“Person”)：动态加载 Person 类，通过其完全限定名获得 Class 对象。
• 获取构造函数：调用 getDeclaredConstructors() 返回该类所有构造函数，并输出构造函数的签名。
• 获取字段：调用 getDeclaredFields()，即使字段为私有也能获取到。通过 field.getName() 输出每个字段的名称。
• 获取方法：调用 getDeclaredMethods() 得到类中所有声明的方法，输出方法名称以便了解类提供了哪些操作。

4. 编写反射示例代码的步骤

4.1 定义测试类

创建一个名为 Person 的类，包含如下内容：

• 字段：name（String）、age（int）。
• 构造函数：无参构造函数和带参构造函数。
• 方法：例如 sayHello() 用于输出欢迎信息。

4.2 编写主程序，使用反射获取信息

1.加载类：使用 Class.forName("Person") 获取 Class 对象。
2.获取构造函数：使用 getDeclaredConstructors() 获取所有构造函数。
3.获取字段：使用 getDeclaredFields() 获取所有字段，必要时调用 setAccessible(true) 访问私有字段。
4.获取方法：使用getDeclaredMethods()获取所有方法。

4.3 通过反射创建对象并调用方法

• 实例化对象：使用获取到的构造函数（如带参构造函数）调用 newInstance() 创建 Person 对象。
• 修改字段：如果需要，可以通过反射修改私有字段的值。例如，调用 field.setAccessible(true) 后，再使用 field.set(personInstance, "新的名字")。
• 调用方法：使用 Method.invoke(object, args...) 来调用 sayHello() 方法，并观察控制台输出。

示例代码扩展：创建对象并调用方法

import java.lang.reflect.*;public class ReflectionDemoExtended {public static void main(String[] args) {try {// 1. 加载Person类的Class对象Class<?> personClass = Class.forName("Person");// 2. 获取带参构造函数，并创建对象Constructor<?> constructor = personClass.getConstructor(String.class, int.class);Object personInstance = constructor.newInstance("Alice", 25);// 3. 修改私有字段（假设需要修改name）Field nameField = personClass.getDeclaredField("name");nameField.setAccessible(true); // 允许访问私有字段nameField.set(personInstance, "Bob");// 4. 调用sayHello方法Method sayHelloMethod = personClass.getDeclaredMethod("sayHello");sayHelloMethod.invoke(personInstance);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}

代码说明

• 创建对象：通过 getConstructor(String.class, int.class) ``获取带参构造函数，然后调用 newInstance(“Alice”, 25) `创建对象。
• 修改字段：通过 getDeclaredField("name") 获取 name 字段，设置为可访问后，用 set() 方法修改对象的 name 值为 “Bob”。
• 调用方法：获取 sayHello 方法，并调用 invoke() 执行该方法，观察输出验证修改后的值。

5. 总结

• 反射的优势：可以在运行时动态操作对象和类，灵活应对各种需求（如插件化、依赖注入）。
• 需要注意的点：
  • 反射操作可能破坏封装性，使用时需要谨慎。
  • 反射会有一定的性能损耗，不建议在性能敏感的场景中大量使用。

6.今日生词

1.tongue 2.circunstance 3.tension 4.economist 5.accommodate