java高级——反射

反射概述

1. 什么是反射
   反射技术，指的是加载类的字节码到内存，并以编程的方法解刨出类中的各个成分（成员变量、方法、构造器等）。

2. 反射的作用

• 基本作用：可以得到一个类的全部成分然后操作。
• 可以破坏封装性。
• 最重要的用途是：适合做Java的框架，基本上，主流的框架都会基于反射设计出一些通用的功能。

如：IDEA通过反射技术就可以获取到类中有哪些方法，并且把方法的名称以提示框的形式显示出来，所以你能看到这些提示了。

3. 反射技术怎么用
   获取类的信息、操作它们

• 反射第一步：加载类，获取类的字节码：Class对象
• 获取类的构造器：Constructor对象
• 获取类的成员变量：Field对象
• 获取类的成员方法：Method对象

反射的使用

反射的第一步：是将字节码加载到内存，我们需要获取到的字节码对象。

获取class对象的三种方式

Class c1= 类名.class
调用Class提供方法：public static Class forName(String package);
Object提供的方法：public Class getclass(); Class c3= 对象.getclass();

代码示例：
有一个Student类，获取Student类的字节码代码有三种写法。不管用哪一种方式，获取到的字节码对象其实是同一个。

public class Test1Class{public static void main(String[] args){Class c1 = Student.class;System.out.println(c1.getName()); //获取全类名 com.tx.www.StudentSystem.out.println(c1.getSimpleName()); //获取简单类名 StudentClass c2 = Class.forName("com.tx.www.Student");System.out.println(c1 == c2); //trueStudent s = new Student();Class c3 = s.getClass();System.out.println(c2 == c3); //true}
}

反射获取类的构造器

获取构造器，需要用到Class类提供的几个方法，如下图所示：

假设现在有一个Cat类，里面有几个构造方法，代码如下

public class Cat{private String name;private int age;public Cat(){}private Cat(String name, int age){}
}

1. 获取类中所有的构造器

public class Test2Constructor{@Testpublic void testGetConstructors(){//1、反射第一步：必须先得到这个类的Class对象Class c = Cat.class;//2、获取类的全部构造器Constructor[] constructors = c.getDeclaredConstructors();//3、遍历数组中的每一个构造器对象。for(Constructor constructor: constructors){System.out.println(constructor.getName()+"---> 参数个数："+constructor.getParameterCount());}}
}

运行测试方法打印结果如下

2. 获取单个构造器

public class Test2Constructor {@Testpublic void testGetConstructor() throws NoSuchMethodException {//1、反射第一步：必须先得到这个类的Class对象Class c = Cat.class;//2、获取类public修饰的空参数构造器Constructor constructor1 = c.getConstructor();System.out.println(constructor1.getName()+"---> 参数个数："+constructor1.getParameterCount());//3、获取private修饰的有两个参数的构造器，第一个参数String类型，第二个参数int类型Constructor constructor2 = c.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);System.out.println(constructor2.getName()+"---> 参数个数："+constructor2.getParameterCount());}
}

反射获取构造器的作用

构造器的作用：初始化对象并返回。
这里我们需要用到如下的两个方法，注意：这两个方法时属于Constructor的，需要用Constructor对象来调用。

如下图所示，constructor1和constructor2分别表示Cat类中的两个构造器。现在我要把这两个构造器执行起来
由于构造器是private修饰的，可以调用setAccessible(true) 表示禁止检查访问控制，然后再调用newInstance(实参列表) 就可以执行构造器，完成对象的初始化了。
代码如下

注意：这也体现了反射可以破坏java的封装性。

反射获取成员变量

Class提供了从类中获取成员变量的方法。

使用示例如下：
新建一个Cat对象类

public class Cat {public static int a;public static final String COUNTRY = "中国";private String name;private int age;public Cat(){System.out.println("无参数构造器执行了~~");}private Cat(String name, int age) {System.out.println("有参数构造器执行了~~");this.name = name;this.age = age;}private void run(){System.out.println("🐱跑的贼快~~");}public void eat(){System.out.println("🐱爱吃猫粮~");}private String eat(String name){return "🐱最爱吃:" + name;}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;}@Overridepublic String toString() {return "Cat{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}
}

测试获取成员变量方法

public class Test3Field {@Testpublic void testGetFields() throws Exception {// 1、反射第一步：必须是先得到类的Class对象Class c = Cat.class;// 2、获取类的全部成员变量。Field[] fields = c.getDeclaredFields();// 3、遍历这个成员变量数组for (Field field : fields) {System.out.println(field.getName() +  "---> "+ field.getType());}// 4、定位某个成员变量Field fName = c.getDeclaredField("name");System.out.println(fName.getName() + "--->" + fName.getType());Field fAge = c.getDeclaredField("age");System.out.println(fAge.getName() + "--->" + fAge.getType());// 赋值Cat cat = new Cat();fName.setAccessible(true); // 禁止访问控制权限fName.set(cat, "卡菲猫");System.out.println(cat);// 取值String name = (String) fName.get(cat);System.out.println(name);}
}

运行完上面的代码之后，我们可以看到控制台上打印输出了，每一个成员变量的名称和它的类型。

反射变量赋值、取值

获取到成员变量的作用：依然是赋值、取值。
在Filed类中提供给给成员变量赋值和获取值的方法

注意：设置值、获取值的方法时Filed类的需要用Filed类的对象来调用，而且不管是设置值、还是获取值，都需要依赖于该变量所属的对象。
示例代码如下

执行结果如下：

获取类的成员方法

Class提供了从类中获取成员方法的APl。

示例代码如下：

public class Test3Method{public static void main(String[] args){//1、反射第一步：先获取到Class对象Class c = Cat.class;//2、获取类中的全部成员方法Method[] methods = c.getDeclaredMethods();//3、遍历这个数组中的每一个方法对象for(Method method : methods){System.out.println(method.getName()+"-->"+method.getParameterCount()+"-->"+method.getReturnType());}}
}

执行上面的代码，运行结果如下图所示：打印输出每一个成员方法的名称、参数格式、返回值类型

也能获取单个指定的成员方法，如下图所示

反射对象类方法执行

成员方法的作用：依然是执行

把run()方法和eat(String name)方法执行起来。（看分割线之下的代码）

public class Test3Method{public static void main(String[] args) throws Exception{//1、反射第一步：先获取到Class对象Class c = Cat.class;//2、获取类中的全部成员方法Method[] methods = c.getDeclaredMethods();//3、遍历这个数组中的每一个方法对象for(Method method : methods){System.out.println(method.getName()+"-->"+method.getParameterCount()+"-->"+method.getReturnType());}System.out.println("-----------------------");//4、获取private修饰的run方法，得到Method对象Method run = c.getDeclaredMethod("run");//执行run方法,在执行前需要取消权限检查Cat cat = new Cat();run.setAccessible(true);Object rs1 = run.invoke(cat);System.out.println(rs1);// null//5、获取private 修饰的eat(String name)方法，得到Method对象Method eat = c.getDeclaredMethod("eat",String.class);eat.setAccessible(true);Object rs2 = eat.invoke(cat,"鱼儿");System.out.println(rs2);//(>^ω^<)喵爱吃:鱼儿}
}

执行结果如下

-----------------------
空参数构造方法执行了
(>^ω^<)喵跑得贼快~~
null
(>^ω^<)喵爱吃:鱼儿

反射简易框架案例

案例需求

案例需求：对于任意一个对象，该框架都可以把对象的字段名和对应的值，保存到文件中去。

实现步骤

1.先写好两个类，一个Student类和Teacher类
2.写一个ObjectFrame类代表框本架在ObjectFrame类中定义一个saveObject(Object obj)方法，用于将任意对象存到文件中去参数：Object obj: 就表示要存入文件中的对象
3.编写方法内部的代码，往文件中存储对象的属性名和属性值(1)每收到一个对象后，使用反射获取该对象的Class对象，然后获取全部的成员变量。(2)遍历成员变量，然后提取成员变量在该对象中的具体值。(3)把成员变量名、和其值，写出到文件中去即可。

代码如下

1. ObjectFrame表示自己设计的框架

public class ObjectFrame{public static void saveObject(Object obj) throws Exception{PrintStream ps =new PrintStream(new FileOutputStream("src\\data.txt",true));//字节打印流//1)每收到一个对象后，使用反射获取该对象的Class对象，然后获取全部的成员变量。//2)遍历成员变量，然后提取成员变量在该对象中的具体值。Class c = obj.getClass(); //获取字节码ps.println("---------"+c.getSimpleName()+"---------");Field[] fields = c.getDeclaredFields(); //获取所有成员变量//3)把变量名和变量值写到文件中去for(Field field : fields){String name = field.getName();field.setAccessible(true);//禁止访问检查String value = field.get(obj)+"";ps.println(name +  "=" + value);}ps.close();}
}

2. 使用自己设计的框架，往文件中写入Student对象的信息和Teacher对象的信息。
   先准备好Student类和Teacher类

public class Student{private String name;private int age;private char sex;private double height;private String hobby;
}public class Teacher{private String name;private double salary;
}

3. 在测试中类创建一个Student对象，创建一个Teacher对象，用ObjectFrame的方法把这两个对象所有的属性名和属性值写到文件中去。

public class Test5Frame{@Testpublic void save() throws Exception{Student s1 = new Student("吴彦祖",45, '男', 185.3, "篮球，冰球，阅读");Teacher s2 = new Teacher("播妞",999.9);ObjectFrame.saveObject(s1);ObjectFrame.saveObject(s2);}
}

测试结果如下：