Java反射机制（秒懂百科）

一、什么是反射？

反射允许对成员变量，成员方法和构造方法的信息进行编程访问。。

反射是一种机制。对于任何一个类，都能知道这个类的所有属性和方法。对于任何一个对象，都能调用这个对象的所有属性和方法。这种动态获取类的信息和动态调用对象的能力，称为Java的反射机制。

二、获取class对象的三种方式

在Java中，可以通过以下三种方式获取Class对象，每种方式都有不同的使用场景：

1.使用Class.forName()方法：这种方式适用于只知道类的全限定名字符串时使用，可以动态地加载类并获取对应的Class对象。例如，在编写通用的代码、配置文件中指定类名字符串时，可以使用该方式获取Class对象。

try {
    Class<?> cls = Class.forName("java.lang.String");
} catch (ClassNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
}

2.使用.class语法：这种方式适用于我们明确知道某个类的类型时使用，直接使用类名加上.class后缀即可获取到对应的Class对象。例如，在创建实例、判断类是否是某个特定类的子类时，可以使用该方式获取Class对象。

Class<?> cls = String.class;

3.使用对象的getClass()方法：这种方式适用于已经存在对象并且需要获取其对应的Class对象。例如，在进行对象比较、类型判断或者动态调用对象方法时，可以使用该方式获取Class对象。

String str = "Hello";
Class<?> cls = str.getClass();

三、反射获取构造方法

使用反射获取构造方法可以通过以下步骤实现：

获取Class对象：首先，需要获取目标类的Class对象。可以使用上述提到的三种方式之一来获取Class对象。
调用getConstructors()或getDeclaredConstructors()方法：通过Class对象可以调用getConstructors()方法或getDeclaredConstructors()方法来获取构造方法数组。这两个方法分别返回公共的和所有的构造方法（包括私有和保护构造方法）。
遍历构造方法数组：得到构造方法数组后，可以使用循环遍历的方式获取每个构造方法的详细信息。
调用Constructor类的相关方法：对于每个构造方法，可以通过Constructor类的方法进行操作，比如getName()获取构造方法名、getModifiers()获取修饰符、getParameterTypes()获取参数类型等。

下面是一个示例代码，演示了如何使用反射获取构造方法：

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.util.Arrays;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 步骤1：获取Class对象
            Class<?> cls = MyClass.class;
            
            // 步骤2：获取构造方法数组
            Constructor<?>[] constructors = cls.getDeclaredConstructors();
            
            // 步骤3：遍历构造方法数组
            for (Constructor<?> constructor : constructors) {
                // 步骤4：调用Constructor类的相关方法
                String name = constructor.getName();
                int modifiers = constructor.getModifiers();
                Class<?>[] parameterTypes = constructor.getParameterTypes();
                
                System.out.println("Constructor Name: " + name);
                System.out.println("Modifiers: " + modifiers);
                System.out.println("Parameter Types: " + Arrays.toString(parameterTypes));
                System.out.println();
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

class MyClass {
    public MyClass() {
    }
    
    private MyClass(int value) {
    }
}

输出结果：

Constructor Name: MyClass
Modifiers: 1
Parameter Types: []

Constructor Name: MyClass
Modifiers: 2
Parameter Types: [int]

四、反射获取成员变量

要利用反射获取成员变量，可以按照以下步骤进行操作：

获取目标类的Class对象：通过Class.forName()方法、obj.getClass()方法或直接使用类名.class来获取目标类的Class对象。假设目标类为MyClass。
使用Class对象获取成员变量：通过调用Class对象的getField()方法或getDeclaredField()方法来获取成员变量对象。这些方法分别用于获取公共成员变量和所有成员变量（包括私有成员变量）。
操作成员变量：通过成员变量对象的get()方法获取成员变量的值，或者通过set()方法设置成员变量的新值。

下面是一个示例代码，演示了如何利用反射获取成员变量并操作它：

import java.lang.reflect.Field;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 步骤1：获取目标类的Class对象
            Class<?> cls = MyClass.class;

            // 步骤2：获取成员变量
            Field field = cls.getDeclaredField("name");

            // 步骤3：操作成员变量
            // 设置访问权限
            field.setAccessible(true);

            // 获取成员变量的值
            Object instance = cls.newInstance();
            Object value = field.get(instance);
            System.out.println("原始值：" + value);

            // 设置新值
            field.set(instance, "New Value");
            System.out.println("修改后的值：" + field.get(instance));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

class MyClass {
    private String name = "Original Value";
}

运行上述示例代码，将输出以下结果：

原始值：Original Value
修改后的值：New Value

在示例中，首先通过MyClass.class获取目标类MyClass的Class对象。然后使用Class对象的getDeclaredField()方法获取名为"name"的私有成员变量的Field对象。接着，通过Field对象的setAccessible(true)方法设置访问权限，允许访问私有成员变量。最后，通过Field对象的get()方法获取成员变量的值，并通过set()方法设置新的值。

请注意，获取成员变量和操作成员变量的过程中可能会抛出异常，如NoSuchFieldException、IllegalAccessException等异常，需要适当处理异常情况。

通过反射获取成员变量可以在运行时动态地访问和修改对象的属性值，对于一些特定的需求场景非常有用。但要谨慎使用，避免滥用反射机制。

五、反射获取成员方法

下面是一个示例代码，演示了如何利用反射获取成员方法并调用它：

import java.lang.reflect.Method;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 步骤1：获取目标类的Class对象
            Class<?> cls = MyClass.class;

            // 步骤2：获取成员方法
            Method method = cls.getDeclaredMethod("printMessage", String.class);

            // 步骤3：调用成员方法
            Object instance = cls.newInstance();
            method.invoke(instance, "Hello, Reflection!");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

class MyClass {
    private void printMessage(String message) {
        System.out.println("Message: " + message);
    }
}

运行上述示例代码，将输出以下结果：

Message: Hello, Reflection!

在示例中，首先通过MyClass.class获取目标类MyClass的Class对象。然后使用Class对象的getDeclaredMethod()方法获取名为"printMessage"的私有成员方法的Method对象。接着，通过Method对象的invoke()方法调用成员方法。

六、总结

Java反射是一种强大的机制，它允许在运行时动态地获取和操作类的成员（包括构造方法、字段和方法）。下面是对Java反射的总结：

获取Class对象：通过Class.forName()方法、obj.getClass()方法或直接使用类名.class来获取目标类的Class对象。
获取构造方法：通过调用Class对象的getConstructor()方法或getDeclaredConstructor()方法来获取构造方法对象。这些方法分别用于获取公共构造方法和所有构造方法（包括私有构造方法）。
创建实例对象：通过构造方法对象的newInstance()方法来创建构造方法的实例对象。
获取成员变量：通过调用Class对象的getField()方法或getDeclaredField()方法来获取成员变量对象。这些方法分别用于获取公共成员变量和所有成员变量（包括私有成员变量）。
操作成员变量：通过成员变量对象的get()方法获取成员变量的值，或者通过set()方法设置成员变量的新值。
获取成员方法：通过调用Class对象的getMethod()方法或getDeclaredMethod()方法来获取成员方法对象。这些方法分别用于获取公共成员方法和所有成员方法（包括私有成员方法）。
调用成员方法：通过成员方法对象的invoke()方法来调用成员方法。

通过反射可以在运行时动态地获取和操作类的成员，它提供了很大的灵活性，并可以应用于很多场景，如依赖注入、ORM框架、动态代理等。

然而，反射也需要谨慎使用，因为它会导致性能损耗，并且在一些特殊情况下可能会破坏封装性和安全性。因此，在使用反射时应该遵循最佳实践，并在必要的情况下权衡利弊。