Java進階之reflection(反射機制)——反射概念與基礎

反射機制是Java動態性之一，而說到動態性首先得了解動態語言。那么何為動態語言？

一、動態語言

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動態語言，是指程序在運行時可以改變其結構：新的函數可以引進，已有的函數可以被刪除等結構上的變化。比如常見的JavaScript就是動態語言，除此之外Ruby,Python等也屬於動態語言，而C、C++則不屬於動態語言。

二、Java是動態語言嗎？

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從動態語言能在運行時改變程序結構結構或則變量類型上看，Java和C、C++一樣都不屬於動態語言。 
但是JAVA卻又一個非常突出的與動態相關的機制：反射機制。Java通過反射機制，可以在程序運行時加載，探知和使用編譯期間完全未知的類，並且可以生成相關類對象實例，從而可以調用其方法或則改變某個屬性值。所以JAVA也可以算得上是一個半動態的語言。

三、反射機制：

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1.反射機制概念 
在Java中的反射機制是指在運行狀態中，對於任意一個類都能夠知道這個類所有的屬性和方法；並且對於任意一個對象，都能夠調用它的任意一個方法；這種動態獲取信息以及動態調用對象方法的功能成為Java語言的反射機制。

2.反射的應用場合 
在Java程序中許多對象在運行是都會出現兩種類型：編譯時類型和運行時類型。 
編譯時的類型由聲明對象時實用的類型來決定，運行時的類型由實際賦值給對象的類型決定 
如：

Person p=new Student();

其中編譯時類型為Person，運行時類型為Student。 
除此之外，程序在運行時還可能接收到外部傳入的對象，該對象的編譯時類型為Object,但是程序有需要調用該對象的運行時類型的方法。為了解決這些問題，程序需要在運行時發現對象和類的真實信息。然而，如果編譯時根本無法預知該對象和類屬於哪些類，程序只能依靠運行時信息來發現該對象和類的真實信息，此時就必須使用到反射了。

四、Java反射API

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反射API用來生成JVM中的類、接口或則對象的信息。 
- Class類：反射的核心類，可以獲取類的屬性，方法等信息。 
- Field類：Java.lang.reflec包中的類，表示類的成員變量，可以用來獲取和設置類之中的屬性值。 
- Method類： Java.lang.reflec包中的類，表示類的方法，它可以用來獲取類中的方法信息或者執行方法。 
- Constructor類： Java.lang.reflec包中的類，表示類的構造方法。

五、使用反射的步驟

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1.步驟

• 獲取想要操作的類的Class對象
• 調用Class類中的方法
• 使用反射API來操作這些信息

2.獲取Class對象的方法

• 調用某個對象的getClass()方法

Person p=new Person();
Class clazz=p.getClass();

• 調用某個類的class屬性來獲取該類對應的Class對象

Class clazz=Person.class;

• 使用Class類中的forName()靜態方法; (最安全/性能最好)

Class clazz=Class.forName("類的全路徑"); (最常用)

3.獲取方法和屬性信息

當我們獲得了想要操作的類的Class對象后，可以通過Class類中的方法獲取並查看該類中的方法和屬性。 
示例代碼：

<<<<<<<<<<<<<<<<使用反射<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
package reflection;

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

/*
 * 通過用戶輸入類的全路徑，來獲取該類的成員方法和屬性
 * Declared獲取全部不管是私有和公有
 * 1.獲取訪問類的Class對象
 * 2.調用Class對象的方法返回訪問類的方法和屬性信息
 */
public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            //獲取Person類的Class對象
            Class clazz=Class.forName("reflection.Person");

            //獲取Person類的所有方法信息
            Method[] method=clazz.getDeclaredMethods();
            for(Method m:method){
                System.out.println(m.toString());
            }

            //獲取Person類的所有成員屬性信息
            Field[] field=clazz.getDeclaredFields();
            for(Field f:field){
                System.out.println(f.toString());
            }

            //獲取Person類的所有構造方法信息
            Constructor[] constructor=clazz.getDeclaredConstructors();
            for(Constructor c:constructor){
                System.out.println(c.toString());
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

輸出結果：

方法信息： 
public java.lang.String reflection.Person.toString() 
private java.lang.String reflection.Person.getName() 
private void reflection.Person.setName(java.lang.String) 
public void reflection.Person.setAge(int) 
public int reflection.Person.getAge() 
public java.lang.String reflection.Person.getGender() 
public void reflection.Person.setGender(java.lang.String) 
屬性信息： 
private java.lang.String reflection.Person.name 
private java.lang.String reflection.Person.gender 
private int reflection.Person.age 
構造方法信息 
private reflection.Person() 
public reflection.Person(java.lang.String,java.lang.String,int)

4.創建對象

當我們獲取到所需類的Class對象后，可以用它來創建對象，創建對象的方法有兩種：

• 使用Class對象的newInstance()方法來創建該Class對象對應類的實例，但是這種方法要求該Class對象對應的類有默認的空構造器。
• 先使用Class對象獲取指定的Constructor對象，再調用Constructor對象的newInstance()方法來創建 Class對象對應類的實例,通過這種方法可以選定構造方法創建實例。

示例代碼：

package reflection;

import java.lang.reflect.Constructor;
public class Demo01 {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            //獲取Person類的Class對象
            Class clazz=Class.forName("reflection.Person"); 
            /**
             * 第一種方法創建對象
             */
            //創建對象
            Person p=(Person) clazz.newInstance();
            //設置屬性
            p.setName("張三");
            p.setAge(16);
            p.setGender("男");
            System.out.println(p.toString());

            /**
             * 第二種方法創建
             */
            //獲取構造方法
            Constructor c=clazz.getDeclaredConstructor(String.class,String.class,int.class);
            //創建對象並設置屬性
            Person p1=(Person) c.newInstance("李四","男",20);
            System.out.println(p1.toString());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

}

輸出結果：

姓名:張三 性別:男 年齡: 16 
姓名:李四 性別:男 年齡: 20

文章參考：漢森X