【Java】Java语言的反射机制

版权声明：本文为博主原创文章，转载请注明出处：https://twocups.cn/index.php/2020/01/21/15/

最近看了许多 Java 方面的书籍和网上的资料，对 Java 语言的反射机制很感兴趣。不过网上很多资料都不够全面，于是自己来总结一下，顺便复习一下 Java 语言的反射机制。

反射定义

JAVA 反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意方法和属性；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为 java 语言的反射机制。

反射应用场景

最基本的应用场景：程序运行时，可以动态地加载一些之前用不到所以不加载的类。这种运行时需要才加载的机制也体现了 Java 的多态性，使程序健壮地运行。

其他应用场景：

• 逆向代码，例如反编译；
• 与注解相结合的框架，例如 Retrofit；
• 单纯的反射机制应用框架，例如 EventBus 2.x；
• 动态生成类框架，例如 Gson。

获取 Class 对象方法

1. 通过 Object 类中的 getClass() 方法

2. 通过对象的静态属性 .class

3. 通过静态方法 Class.forName()

4. 通过 ClassLoader 对象的 loadClass() 方法

其中，Class.forName() 方法与 ClassLoader.loadClass() 方法的区别如下：

在 Java 中，类装载器把一个类装入 Java 虚拟机中，要经过三个步骤来完成：装载、链接和初始化，其中链接又可以分成校验、准备和解析三步。

除了解析外，其它步骤是严格按照顺序完成的，各个步骤的主要工作如下：

1. 装载：查找和导入类或接口的二进制数据；

2. 链接：执行下面的校验、准备和解析步骤，其中解析步骤是可以选择的；

3. 校验：检查导入类或接口的二进制数据的正确性；

4. 准备：给类的静态变量分配并初始化存储空间；

5. 解析：将符号引用转成直接引用；

6. 初始化：激活类的静态变量的初始化 Java 代码和静态 Java 代码块。

Class.forName(className) 方法，其实调用的方法是 Class.forName(className,true,classloader)。其中 true 参数表示在 loadClass 后必须初始化。比较下我们前面准备 jvm 加载类的知识，我们可以清晰的看到在执行过此方法后，目标对象的 static 块代码已经被执行，static 参数也已经被初始化。

再看 ClassLoader.loadClass(className) 方法，其实他调用的方法是 ClassLoader.loadClass(className,false)。其中 false 参数表示目标对象被装载后不进行链接，这就意味这不会去执行该类静态块中间的内容。

反射包 java.lang.reflect 的常用类

1. Field —— 类的域/属性

2. Method —— 类的方法

3. Constructor —— 类的构造器

4. AccessibleObject —— 类的访问限制

5. Modifier —— 类的修饰符

反射常用方法

Class类

//获得类相关的方法
forName(String className) //根据类名返回类的对象
getClassLoader() //获得类的加载器
getClasses() //返回一个数组，数组中包含该类及其父类中所有公共类和接口类的对象
getDeclaredClasses() //返回一个数组，数组中包含该类中所有类和接口类的对象
newInstance() //创建类的实例
getName() //获得类的完整路径名字
getSimpleName() //获得类的名字
getPackage() //获得类的包
getSuperclass() //获得当前类继承的父类的名字
getInterfaces() //获得当前类实现的类或是接口

//获得类中属性相关的方法
getField(String name) //获得该类及其父类指定公有的属性对象
getFields() //获得该类所有公有的属性对象
getDeclaredField(String name)	//获得该类及其父类指定属性对象
getDeclaredFields() //获得该类所有属性对象

//获得类中方法相关的方法
getMethod(String name, Class...<?> parameterTypes) //获得该类及其父类指定公有的方法
getMethods() //获得该类所有公有的方法
getDeclaredMethod(String name, Class...<?> parameterTypes) //获得该类及其父类指定方法
getDeclaredMethods() //获得该类所有方法

//获得类中构造器相关的方法
getConstructor(Class...<?> parameterTypes) //获得该类及其父类与参数类型匹配的公有构造方法
getConstructors() //获得该类所有公有构造方法
getDeclaredConstructor(Class...<?> parameterTypes) //获得该类及其父类与参数类型匹配的构造方法
getDeclaredConstructors() //获得该类所有构造方法

//获得类中注解相关的方法
getAnnotation(Class<A> annotationClass) //返回该类及其父类与参数类型匹配的公有注解对象
getAnnotations() //返回该类所有公有注解对象
getDeclaredAnnotation(Class<A> annotationClass) //返回该类及其父类与参数类型匹配的所有注解对象
getDeclaredAnnotations() //返回该类所有的注解对象

//其他
isAnnotation() //如果是注解类型则返回true
isAnnotationPresent(Class<? extends Annotation> annotationClass) //如果是指定类型注解类型则返回true
isAnonymousClass() //如果是匿名类则返回true
isArray() //如果是一个数组类则返回true
isEnum() //如果是枚举类则返回true
isInstance(Object obj) //如果obj是该类的实例则返回true
isInterface() //如果是接口类则返回true
isLocalClass() //如果是局部类则返回true
isMemberClass() //如果是内部类则返回true

虽然看起来很麻烦，但是其实非常好记，抓住几个关键字就行了。

1. get+单数（例如 getField）：获得该类及其父类指定公有的某样信息

2. get+复数（例如 getFields）：获得该类及其父类所有公有的某样信息

3. getDeclared+单数（例如 getDeclaredField）：获得该类指定的某样信息（不仅是公有信息）

4. getDeclared+复数（例如 getDeclaredFields）：获得该类所有的某样信息（不仅是公有信息）

5. get+信息名称（例如 getName）：从类相关的信息

6. is+信息名称（例如 isAnonymousClass）：对类进行判断

Field类

equals(Object obj) //属性与obj相等则返回true
get(Object obj) //获得obj中对应的属性值
set(Object obj, Object value) //设置obj中对应属性值

Method类

invoke(Object obj, Object... args) //传递object对象及参数调用该对象对应的方法

Constructor类

newInstance(Object... initargs) //根据传递的参数创建类的对象

AccessibleObject类

setAccessible(AccessibleObject[] array, boolean flag) //在运行时通过反射去修改类的成员变量的访问限制