一.反射的概念及定義

在Java中，反射通過java.lang.reflect包中的類和接口來實(shí)現(xiàn)。

反射的基本信息：

1. Class類：Class是反射的核心類之一，它表示一個(gè)類或接口的運(yùn)行時(shí)對象。通過Class類可以獲取和操作類的信息，如類的名稱、父類、接口、構(gòu)造函數(shù)、字段和方法等。

2. Constructor類：Constructor類表示類的構(gòu)造函數(shù)。通過Constructor類可以創(chuàng)建類的實(shí)例，調(diào)用構(gòu)造函數(shù)并實(shí)例化對象。

3. Field類：Field類表示類的字段（成員變量）。通過Field類可以獲取和修改字段的值，以及訪問字段的屬性信息。

4. Method類：Method類表示類的方法。通過Method類可以調(diào)用類的方法，傳遞參數(shù)并獲取返回值。

5. 獲取Class對象：可以使用多種方式獲取Class對象，如使用類名調(diào)用Class.forName()方法、通過類的實(shí)例調(diào)用getClass()方法、或者直接通過類字面常量使用SomeClass.class。

6. 實(shí)例化對象：通過Class對象和Constructor類可以實(shí)例化類的對象?？梢允褂?code>newInstance()方法創(chuàng)建無參構(gòu)造函數(shù)的實(shí)例，或者使用Constructor類的newInstance()方法傳遞參數(shù)創(chuàng)建有參構(gòu)造函數(shù)的實(shí)例。

7. 調(diào)用方法：通過Class對象和Method類可以調(diào)用類的方法?？梢允褂?code>invoke()方法傳遞對象和參數(shù)來調(diào)用方法，并獲取返回值。

8. 訪問字段：通過Class對象和Field類可以訪問類的字段?？梢允褂?code>get()和set()方法獲取和修改字段的值，以及使用getField()和getDeclaredField()方法獲取字段對象。

?

?2.1獲取Class對象的三種方式

通過先創(chuàng)建類的? Class?對象，我們可以在運(yùn)行時(shí)對類進(jìn)行檢查和操作，而無需提前知道類的具體信息。這使得代碼更加靈活，可以在運(yùn)行時(shí)根據(jù)需要動態(tài)地處理和操作類。

舉例子解釋：

1.先創(chuàng)建出Student類：

package demo1;

/**
 * @Author 12629
 * @Description：
 */
class Student {
    //私有屬性name
    private String name = "Classmates";
    //公有屬性age
    public int age = 18;
    //不帶參數(shù)的構(gòu)造方法
    public Student(){
        System.out.println("Student()");
    }

    private Student(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("Student(String,name)");
    }

    private void eat(){
        System.out.println("i am eat");
    }

    public void sleep(){
        System.out.println("i am pig");
    }

    private void function(String str) {
        System.out.println(str);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

第一種，使用 Class.forName("類的全路徑名"); 靜態(tài)方法。（前提：已明確類的全路徑名。）

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        //獲取Class對象有三種方式之一
        //第一種
        Class<Student> c1 = null;
        try {
            c1 = Class.forName("demo1.Student");
        }catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        
    }
}

這段代碼的作用是將字符串?"demo1.Student"?作為參數(shù)傳遞給?Class.forName()?方法，并將返回的?Class?對象賦值給變量?c1。

為什么有調(diào)異常呢？

這是因?yàn)?Class.forName()?方法嘗試根據(jù)提供的類名加載對應(yīng)的類，但如果在類路徑中找不到該類，就會拋出?ClassNotFoundException?異常。

注意：使用?Class.forName()?方法時(shí)，需要提供類的全限定名，即包括包名和類名。

?

第二種:使用 .class 方法。(僅適合在編譯前就已經(jīng)明確要操作的 Class)

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        //第二種
        Class<Student> c2 = Student.class;

    }
}

段代碼的作用是通過類字面常量?Student.class?來獲取?Student?類的?Class?對象，并將其賦值給變量?c2。

使用類字面常量的方式非常簡單，只需要在類名后面加上?.class?就可以直接訪問該類的?Class?對象。

public class Test {

        //第三種
        Student student = new Student();
Class<? extends Student> c3 = student.getClass();

    }

我們創(chuàng)建了一個(gè)?Student?類的對象?student，然后通過?student.getClass()?方法獲取該對象的運(yùn)行時(shí)類的?Class?對象，并將其賦值給類型為?Class<? extends Student>?的變量?c3。

使用對象的?getClass()?方法可以在運(yùn)行時(shí)獲取對象所屬類的?Class?對象。這種方式適用于當(dāng)我們有一個(gè)對象實(shí)例，想要獲取其對應(yīng)的類信息時(shí)。

?

注意：一個(gè)類在 JVM 中只會有一個(gè) Class 實(shí)例

public class Test {

    /*
    Class對象 只有一個(gè)
     */
    public static void main(String[] args) {
        //獲取Class對象有三種方式
        //生成的對象只有一個(gè)
        //第一種
        Class<Student> c1 = null;
        try {
            c1 = Class.forName("demo1.Student");
        }catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        //第二種
        Class<Student> c2 = Student.class;

        //第三種
        Student student = new Student();
Class<? extends Student> c3 = student.getClass();

        System.out.println(c1 == c2);
        System.out.println(c1 == c3);
    }
}

運(yùn)行例圖如下：?

2.2 Class對象的使用?

上一步我們已經(jīng)創(chuàng)建好?Class?對象了，可以使用它來進(jìn)行各種操作。

?

?2.常用獲得類中屬性相關(guān)的方法(以下方法返回值為Field相關(guān))：

3.?獲得類中構(gòu)造器相關(guān)的方法（以下方法返回值為Constructor相關(guān)）

4.

4.獲得類中方法相關(guān)的方法（以下方法返回值為Method相關(guān)）?

5.獲得類中注解相關(guān)的方法?(了解即可)

代碼案例如下：

package demo1;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class ReflectClassDemo {

/*reflectNewInstance()?方法使用反射創(chuàng)建一個(gè)類的實(shí)例，然后輸出該實(shí)例。

它通過?Class.forName()?方法獲取類的?Class?對象，然后使用?newInstance()?方法創(chuàng)建實(shí)例。
*/

    public static void reflectNewInstance() {
        Class<?> classStudent = null;
        try {
            // 獲取類的Class對象
            classStudent = Class.forName("demo1.Student");
            // 使用newInstance()方法創(chuàng)建類的實(shí)例
            Student student = (Student) classStudent.newInstance();
            System.out.println(student);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
/*
reflectPrivateConstructor()?方法演示了如何使用反射調(diào)用私有的構(gòu)造方法。
它通過?Class.forName()?方法獲取類的?Class?對象，然后使用?getDeclaredConstructor()?方法獲取私有構(gòu)造方法，并通過?setAccessible(true)?設(shè)置訪問權(quán)限。
最后，使用?newInstance()?方法創(chuàng)建實(shí)例并輸出。
*/

    public static void reflectPrivateConstructor() {
        Class<?> classStudent = null;
        try {
            classStudent = Class.forName("demo1.Student");
            // 獲取私有構(gòu)造方法
            Constructor<?> constructor = classStudent.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
            constructor.setAccessible(true); // 設(shè)置私有構(gòu)造方法可訪問
            // 調(diào)用私有構(gòu)造方法創(chuàng)建實(shí)例
            Student student = (Student) constructor.newInstance("xiaoming", 15);
            System.out.println(student);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InvocationTargetException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InstantiationException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
/*
reflectPrivateField()?方法展示了如何使用反射操作私有字段。
它通過?Class.forName()?方法獲取類的?Class?對象，然后使用?getDeclaredField()?方法獲取私有字段，并通過?setAccessible(true)?設(shè)置訪問權(quán)限。
接下來，使用?set()?方法給字段設(shè)置新的值，并輸出結(jié)果。
*/
    public static void reflectPrivateField() {
        Class<?> classStudent = null;
        try {
            classStudent = Class.forName("demo1.Student");
            // 獲取私有字段
            Field field = classStudent.getDeclaredField("name");
            field.setAccessible(true); // 設(shè)置私有字段可訪問（這個(gè)特別要注意，不然會報(bào)異常）
            // 創(chuàng)建類的實(shí)例
            Student student = (Student) classStudent.newInstance();
            // 設(shè)置私有字段的值
            field.set(student, "caocao");
            System.out.println(student);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InstantiationException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
/*
reflectPrivateMethod()?方法演示了如何使用反射調(diào)用私有方法。
它通過?Class.forName()?方法獲取類的?Class?對象，然后使用?getDeclaredMethod()?方法獲取私有方法，并通過?setAccessible(true)?設(shè)置訪問權(quán)限。
最后，使用?invoke()?方法調(diào)用方法并輸出結(jié)果。
*/
    public static void reflectPrivateMethod() {
        Class<?> classStudent = null;
        try {
            classStudent = Class.forName("demo1.Student");
            // 獲取私有方法
            Method method = classStudent.getDeclaredMethod("function", String.class);
            method.setAccessible(true); // 設(shè)置私有方法可訪問
            // 創(chuàng)建類的實(shí)例
            Student student = (Student) classStudent.newInstance();
            // 調(diào)用私有方法
            method.invoke(student, "我是一個(gè)反射的參數(shù)！");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InstantiationException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InvocationTargetException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
    // 反射實(shí)例化類
     reflectNewInstance();

    // 反射調(diào)用私有構(gòu)造方法
     reflectPrivateConstructor();

    // 反射操作私有字段
     reflectPrivateField();

    //反射調(diào)用私有方法
    reflectPrivateMethod();

   }
}

?運(yùn)行例圖如下：

三.總結(jié)

反射的優(yōu)缺點(diǎn)如下：

優(yōu)點(diǎn)：

1. 動態(tài)性和靈活性：反射允許在運(yùn)行時(shí)動態(tài)地獲取和操作類的信息，使程序能夠根據(jù)需要適應(yīng)不同的情況和需求。它提供了靈活的實(shí)例化、字段訪問和方法調(diào)用，以及動態(tài)代理和處理注解等功能，增強(qiáng)了程序的靈活性和可擴(kuò)展性。

2. 泛型操作：反射使得可以在運(yùn)行時(shí)獲取泛型類型的信息，并進(jìn)行相應(yīng)的操作。這對于編寫通用代碼和框架非常有用，可以在不知道具體類型的情況下進(jìn)行更多的操作和處理。

3. 框架和庫的開發(fā)：反射廣泛應(yīng)用于框架和庫的開發(fā)中。通過反射，可以在運(yùn)行時(shí)動態(tài)地加載和使用類，根據(jù)配置文件或用戶輸入進(jìn)行相應(yīng)的操作，使框架和庫具有更強(qiáng)的擴(kuò)展性和適應(yīng)性。

缺點(diǎn)：

1. 性能影響：反射的操作通常比直接調(diào)用方法或訪問字段的性能要低。使用反射會引入額外的開銷，包括方法調(diào)用和類型檢查等。因此，頻繁使用反射可能導(dǎo)致程序的性能下降。

2. 安全性問題：反射可以繞過訪問權(quán)限的限制，可以訪問和修改私有成員，并執(zhí)行敏感操作。這可能導(dǎo)致安全性問題，特別是在處理不受信任的代碼或用戶輸入時(shí)需要格外小心。

3. 編碼復(fù)雜性和可讀性降低：反射的使用可能會增加代碼的復(fù)雜性和可讀性降低。由于反射是在運(yùn)行時(shí)動態(tài)進(jìn)行的，因此一些問題只能在運(yùn)行時(shí)才能被發(fā)現(xiàn)，而不是在編譯時(shí)。這可能導(dǎo)致調(diào)試和維護(hù)過程中的困難。

4. 局限性：反射有一些局限性，例如無法操作編譯時(shí)不存在的類、字段或方法；無法操作原始類型的字段等。此外，由于反射是基于運(yùn)行時(shí)信息的，因此在某些情況下可能無法獲得期望的結(jié)果。

反射是Java語言中的一項(xiàng)強(qiáng)大特性，它允許程序在運(yùn)行時(shí)動態(tài)地獲取、操作和修改類、對象、字段和方法的信息。通過反射，我們可以實(shí)現(xiàn)靈活的類實(shí)例化、字段訪問和方法調(diào)用，以及處理注解和實(shí)現(xiàn)動態(tài)代理等功能。然而，反射的使用應(yīng)謹(jǐn)慎，需要平衡靈活性、性能和安全性，并注意其局限性和注意事項(xiàng)。總而言之，反射為Java開發(fā)者提供了強(qiáng)大的工具，使得程序可以在運(yùn)行時(shí)動態(tài)地適應(yīng)不同的需求和場景。

文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-843402.html

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