十分钟搞清 Java 反射

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前言

因为后续在开发 Xposed 模块的时候，发现需要 Java 反射的概念，这几年没怎么接触反射的概念，就花点时间回忆下反射基础内容。

反射是 Java 的一种机制，可以在运行时获取类的信息作用，通过反射可以在程序运行时动态创建对象，还能获取到类的所有信息，比如它的属性、构造器、方法、注解等。

正射和反射

如果有反射那肯定有所谓的“正射”，正射就是在平常开发中知道的类，并且去创建实例化它：

public class Apple {

    private int price;
    public int publicPrice;
    private int privatePrice;

    public int getPrice() {
        return price;
    }

    public void setPrice(int price) {
        this.price = price;
    }
}

比如上面的 Apple 类直接实例化：

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Apple apple = new Apple();
        apple.setPrice(4);
        System.out.println("正射：" + apple.getPrice());
    }
}

这个过程就是所谓的正射，那反射指的是在运行情况下通过字符串值知道要运行的类，然后获取类的构造且调用对应的方法：

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 获取类的 Class 对象实例，根据包名路径走，例如（com.iiong.Apple）
        Class<?> clazz = Class.forName("Apple");
        // 根据 Class 对象实例获取 Constructor 对象
        Constructor<?> appleConstructor = clazz.getConstructor();
        // 使用 Constructor 对象的 newInstance 方法获取反射类对象
        Object appleObj = appleConstructor.newInstance();
        // 获取方法的 Method 对象
        Method setPriceMethod = clazz.getMethod("setPrice", int.class);
        // 利用 invoke 方法调用方法
        setPriceMethod.invoke(appleObj, 5);
        // 获取方法的 Method 对象
        Method getPriceMethod = clazz.getMethod("getPrice");
        // 输出利用 invoke 方法调用方法的数据
        System.out.println("反射：" + getPriceMethod.invoke(appleObj));
    }
}

最后输出的结果和正射代码是一样的，到此为止对反射掌握基本使用了，反射的应用场景：

  • Spring 实例化对象：当程序启动时，Spring 会读取配置文件applicationContext.xml并解析出里面所有的标签实例化到IOC容器中。
  • 反射 + 工厂模式：通过反射消除工厂中的多个分支，如果需要生产新的类，无需关注工厂类，工厂类可以应对各种新增的类，反射可以使得程序更加健壮。
  • JDBC连接数据库：使用JDBC连接数据库时，指定连接数据库的驱动类时用到反射加载驱动类。
  • ...

扩展

获取 Class 对象有三种方式，分别如下：

  • 根据类名：Apple.class
Class clazz = Apple.class;
  • 根据对象：new Apple().getClass()
Apple apple = new Apple();
Class clazz = apple.getClass();
  • 根据全限定类名：Class.forName("com.iiong.Apple")，也是本案例使用的方法

通过反射创建类对象主要通过俩个方式：

  • 通过 Class 对象的 newInstance() 方法
Class clazz = Apple.class;
Apple apple = (Apple)clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();
  • 通过 Constructor 对象的 newInstance() 方法，也是本案例使用的方法
Class clazz = Apple.class;
Constructor<?> appleConstructor = clazz.getConstructor();
Apple apple = appleConstructor.newInstance();

同样我们可以通过 Class 对象的 getFields() 方法获取 Class 类的属性，但无法获取私有属性。

Class clazz = Apple.class;
Field[] fields = clazz.getFields();
for (Field field : fields) {
    System.out.println("Apple 类属性：" + field.getName());
}

打印的时候发现 private 声明的属性不会输出，所以这时候需要使用 getDeclaredFields 方法：

Field[] privateFields = clazz.getDeclaredFields();
for (Field field : privateFields) {
    System.out.println("Apple 类属性：" + field.getName());
}

与获取类属性一样，当我们去获取类方法、类构造器时，如果要获取私有方法或私有构造器，则必须使用有 declared 关键字的方法。

方法名 说明
forName() - 获取 Class 对象的一个引用，但引用的类还没有加载(该类的第一个对象没有生成)就加载了这个类
- 为了产生 Class 引用，forName() 立即就进行了初始化
Object-getClass() 获取Class对象的一个引用，返回表示该对象的实际类型的Class引用
getName() 取全限定的类名(包括包名)，即类的完整名字
getSimpleName() 获取类名(不包括包名)
getCanonicalName() 获取全限定的类名(包括包名)
isInterface() 判断 Class 对象是否是表示一个接口
getInterfaces() 返回 Class 对象数组，表示Class对象所引用的类所实现的所有接口
getSupercalss() 返回 Class 对象，表示 Class 对象所引用的类所继承的直接基类，应用该方法可在运行时发现一个对象完整的继承结构
newInstance() 返回一个Oject对象，是实现“虚拟构造器”的一种途径。使用该方法创建的类，必须带有无参的构造器
getFields() 获得某个类的所有的公共 public 的字段，包括继承自父类的所有公共字段。 类似的还有 getMethods 和 getConstructors
getDeclaredFields 获得某个类的自己声明的字段，即包括 public、private 和 proteced ，默认但是不包括父类声明的任何字段。类似的还有 getDeclaredMethods 和getDeclaredConstructors
喵~