数据结构-----反射

文章目录

反射
- 1.定义
- 2 用途(了解)
- 3 反射基本信息
- 4 反射相关的类（重要）
- - 4.1 Class类(反射机制的起源 )
  - - 4.1.1 Class类中的相关方法(方法的使用方法在后边的示例当中)
  - 4.2 反射示例
  - - 4.2.1 获得Class对象的三种方式
    - 4.2.2 反射的使用
- 5、反射优点和缺点
- 6 重点总结

反射

1.定义

Java的反射（reflection）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，既然能拿到那么，我们就可以修改部分类型信息；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（reflection）机制。

2 用途(了解)

在日常的第三方应用开发过程中，经常会遇到某个类的某个成员变量、方法或是属性是私有的或是只对系统应用开放，这时候就可以利用Java的反射机制通过反射来获取所需的私有成员或是方法 。
反射最重要的用途就是开发各种通用框架，比如在spring中，我们将所有的类Bean交给spring容器管理，无论是XML配置Bean还是注解配置，当我们从容器中获取Bean来依赖注入时，容器会读取配置，而配置中给的就是类的信息，spring根据这些信息，需要创建那些Bean，spring就动态的创建这些类。

3 反射基本信息

Java程序中许多对象在运行时会出现两种类型：运行时类型(RTTI) 和 编译时类型，例如

Person p = new Student()；

这句代码中p在编译时类型为Person，运行时类型为Student。程序需要在运行时发现对象和类的真实信息。而通过使用反射程序就能判断出该对象和类属于哪些类。

4 反射相关的类（重要）

在这里插入图片描述

4.1 Class类(反射机制的起源 )

Class帮助文档代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口 .

Java文件被编译后，生成了.class文件，JVM此时就要去解读.class文件 ,被编译后的Java文件.class也被JVM解析为一个对象，这个对象就是java.lang.Class .这样当程序在运行时，每个java文件就最终变成了Class类对象的一个实例。我们通过Java的反射机制应用到这个实例，就可以去获得甚至去添加改变这个类的属性和动作，使得这个类成为一个动态的类 .

4.1.1 Class类中的相关方法(方法的使用方法在后边的示例当中)

(重要)常用获得类相关的方法
(重要)常用获得类中属性相关的方法(以下方法返回值为Field）
（了解)获得类中注解相关的方法
(重要)获得类中构造器相关的方法（以下方法返回值为Constructor）
(重要)获得类中方法相关的方法（以下方法返回值为Method）

4.2 反射示例

4.2.1 获得Class对象的三种方式

在反射之前，我们需要做的第一步就是先拿到当前需要反射的类的Class对象，然后通过Class对象的核心方法，达到反射的目的，即：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，既然能拿到那么，我们就可以修改部分类型信息。

创建一个进行反射的类：

class Student {
    //私有属性
    private String name = "bit";
    //公有属性
    public int age = 18;

    //不带参数的构造方法
    public Student() {
        System.out.println("dome1.Student()");
    }

    //带参数的构造方法
    private Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("dome1.Student(String,name)");
    }

    //私有的不带参数的构造方法
    private void eat() {
        System.out.println("i am eat");
    }


    //公有的不带参数的构造方法
    public void sleep() {
        System.out.println("i am pig");
    }

    //公有的带参数的构造方法
    private void function(String str) {
        System.out.println(str);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "dome1.Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

第一种，使用 Class.forName(“类的全路径名”); 静态方法。
前提：已明确类的全路径名。

//        1、通过 Class 对象的 forName() 静态方法来获取，用的最多，
//        但可能抛出 ClassNotFoundException 异常
        Class<?> c1 = null;
        try {
            c1 = Class.forName("dome1.Student");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

第二种，使用 .class 方法。
说明：仅适合在编译前就已经明确要操作的 Class

//        2.直接通过 类名.class 的方式得到,该方法最为安全可靠，程序性能更高
//        这说明任何一个类都有一个隐含的静态成员变量 class

        Class c2 = Student.class;

第三种，使用类对象的 getClass() 方法

//        3.通过getClass获取Class对象

        Student s1 = new Student();
        Class c3 = s1.getClass();

这三个对象是不是同一个对象：

        //一个类在 JVM 中只会有一个 Class 实例,即我们对上面获取的
        //c1,c2,c3进行 equals 比较，发现都是true
        System.out.println(c1 == c2);
        System.out.println(c1 == c3);
        System.out.println(c2 == c3);
运行结果：
true
true
true

说明，class对象只有一个，建议使用方法一和方法二来获取class对象，第三个方法需要额外创建一个Student对象不推荐。

4.2.2 反射的使用

接下来我们开始使用反射，我们依旧反射上面的Student类，把反射的逻辑写到另外的类当中进行理解

注意：所有和反射相关的包都在 import java.lang.reflect 包下面。

使用反射创建对象

	public static void reflectNewInstance() {
        Class<?> classStudent = null;
        try {
            classStudent = Class.forName("demo1.Student");
            Student student1 = (Student) classStudent.newInstance();
            System.out.println(student1);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InstantiationException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

通过反射使用私有的构造方法创建对象

    // 反射私有的构造方法 屏蔽内容为获得公有的构造方法
    public static void reflectPrivateConstructor() {
        Class<?> classStudent = null;
        try {
            classStudent = Class.forName("demo1.Student");
            //注意参数
            Constructor<?> studentDeclaredConstructor = classStudent.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
            //如果是访问私有的，必须设置为true后可修改访问权限
            studentDeclaredConstructor.setAccessible(true);//暴力反射
            Student student1 = (Student) studentDeclaredConstructor.newInstance("张三", 18);
            System.out.println("获得私有构造哈数且修改姓名和年龄："+student1);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } 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);
        }
    }

代码运行结果：
在这里插入图片描述

通过反射修改对象的私有属性

   // 反射私有属性
    public static void reflectPrivateField() {
        Class<?> classStudent = null;
        try {
            classStudent = Class.forName("demo1.Student");
            Field name = classStudent.getDeclaredField("name");

            name.setAccessible(true);
           Student student1 = (Student) classStudent.newInstance();//创建一个对象，修改该对象的name字段
            //可以修改该属性的值
            name.set(student1,"xiaoming");

            System.out.println("反射私有属性修改了name："+ student1);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InstantiationException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

    }

在这里插入图片描述

通过反射调用对象的私有方法

    // 反射私有方法
    public static void reflectPrivateMethod() {
        Class<?> classStudent = null;

        try {
            classStudent = Class.forName("demo1.Student");
            //获取类私有的带参数的构造方法
            Method studentDeclaredMethod = classStudent.getDeclaredMethod("function", String.class);
            //设置为true后可修改访问权限
            studentDeclaredMethod.setAccessible(true);
            Student student1 = (Student) classStudent.newInstance();//创建一个对象

            //调用方法
            studentDeclaredMethod.invoke(student1, "我是给私有的function函数传的参数");

        } catch (ClassNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } 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);
        }
    }

在这里插入图片描述

5、反射优点和缺点

优点：

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一个方法
增加程序的灵活性和扩展性，降低耦合性，提高自适应能力
反射已经运用在了很多流行框架如：Struts、Hibernate、Spring 等等。

缺点：

使用反射会有效率问题。会导致程序效率降低。
反射技术绕过了源代码的技术，因而会带来维护问题。反射代码比相应的直接代码更复杂。

6 重点总结

Java反射是Java编程语言的一个重要特性，它允许程序在运行时动态地获取类的信息、调用类的方法、访问类的属性等。Java反射的意义在于：

动态加载类：Java反射可以在运行时动态加载和实例化类，而不需要在编译时确定类的类型。这样可以实现灵活的类加载机制，使程序更加可扩展和灵活。
动态调用方法：通过Java反射，可以在运行时动态调用类的方法，无需在编译时确定方法的名称和参数类型。这样可以实现动态调用和扩展，使程序更加灵活和可配置。
访问私有属性和方法：Java反射可以访问类的私有属性和方法，即使它们被声明为私有的。这样可以实现对类的更深层次的操作和控制。
框架和工具的设计：许多Java框架和工具都使用了反射机制，如Spring框架、JUnit测试框架等。通过反射，这些框架和工具可以实现自动化配置、自动化测试等功能，提高了开发效率和代码的灵活性。

总的来说，Java反射提供了一种强大的机制，可以使程序更加灵活、可扩展和动态。但是需要注意的是，反射的使用可能会降低程序的性能和安全性，因此在使用反射时需要谨慎考虑。