小白进阶之反射学习(超详细)

1 什么是反射?

Reflection(反射) 是 Java 程序开发语言的特征之一，它允许运行中的 Java 程序对自身进行检查，或者说“自审”，也有称作“自省”。
反射非常强大，它甚至能直接操作程序的私有属性。我们前面学习都有一个概念，被private封装的资源只能类内部访问，外部是不行的，但这个规定被反射赤裸裸的打破了。
反射就像一面镜子，它可以在运行时获取一个类的所有信息，可以获取到任何定义的信息（包括成员变量，成员方法，构造器等），并且可以操纵类的字段、方法、构造器等部分。

2 为什么需要反射?

如果想创建对象,我们直接new User(); 不是很方便嘛，为什么要去通过反射创建对象呢？

那我要先问你个问题了，你为什么要去餐馆吃饭呢？
例如：我们要吃个牛排大餐，如果我们自己创建，就什么都得管理。
好处是，每一步做什么我都很清晰，坏处是什么都得自己实现，那不是累死了。牛接生你管，吃什么你管，屠宰你管，运输你管，冷藏你管，烹饪你管，上桌你管。就拿做菜来说，你能有特级厨师做的好？
那怎么办呢？有句话说的好，专业的事情交给专业的人做，饲养交给农场主，屠宰交给刽子手，烹饪交给特级厨师。那我们干嘛呢？
我们翘起二郎腿直接拿过来吃就好了。
再者，饭店把东西做好，不能扔到地上，我们去捡着吃吧，那不是都成原始人了。那怎么办呢？很简单，把做好的东西放在一个容器中吧，如把牛排放在盘子里。

我们在后面的学习中,会学习框架,有一个框架Spring就是一个非常专业且功能强大的产品，它可以帮我们创建对象，管理对象。以后我无需手动new对象，直接从Spring提供的容器中的Beans获取即可。Beans底层其实就是一个Map，最终通过getBean(“user”)来获取。而这其中最核心的实现就是利用反射技术。

总结一句，类不是你创建的，是你同事或者直接是第三方公司，此时你要或得这个类的底层功能调用，就需要反射技术实现。有点抽象，别着急，我们做个案例，你就立马清晰。

3 反射需要用到的API

3.1 获取字节码对象

Class.forName(“类的全路径”);

类名.class

对象.getClass();

3.2 常用方法

获取包名 类名

clazz.getPackage().getName()//包名
clazz.getSimpleName()//类名
clazz.getName()//完整类名

获取成员变量定义信息

getFields()//获取所有公开的成员变量,包括继承变量
getDeclaredFields()//获取本类定义的成员变量,包括私有,但不包括继承的变量
getField(变量名)
getDeclaredField(变量名)

获取构造方法定义信息

getConstructor(参数类型列表)//获取公开的构造方法
getConstructors()//获取所有的公开的构造方法
getDeclaredConstructors()//获取所有的构造方法,包括私有
getDeclaredConstructor(int.class,String.class)

获取方法定义信息

getMethods()//获取所有可见的方法,包括继承的方法
getMethod(方法名,参数类型列表)
getDeclaredMethods()//获取本类定义的的方法,包括私有,不包括继承的方法
getDeclaredMethod(方法名,int.class,String.class)

反射新建实例

clazz.newInstance();//执行无参构造创建对象
clazz.newInstance(666,”海绵宝宝”);//执行含参构造创建对象
clazz.getConstructor(int.class,String.class)//获取构造方法

反射调用成员变量

clazz.getDeclaredField(变量名);//获取变量
clazz.setAccessible(true);//使私有成员允许访问
f.set(实例,值);//为指定实例的变量赋值,静态变量,第一参数给null
f.get(实例);//访问指定实例变量的值,静态变量,第一参数给null

反射调用成员方法

Method m = Clazz.getDeclaredMethod(方法名,参数类型列表);
m.setAccessible(true);//使私有方法允许被调用
m.invoke(实例,参数数据);//让指定实例来执行该方法

4 反射的应用

4.1 创建 : 测试物料类

创建包: cn.tedu. reflection
创建类: Student.java

package cn.tedu.reflection;
/**本类用于测试反射,先准备的物料类*/
public class Student {
	//1.定义成员变量
	String name;
	int age;
	
	//2.定义构造方法
	//快捷方式:右键-->Source-->倒数第三个-->OK
	public Student() {}//注意要先手动添加无参构造,防止被覆盖
	public Student(String name,int age) {
		super();
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
	
	//3.定义成员方法
	public void eat(int n) {
		System.out.println("饿了吃点火锅吧"+n);
	}
	
	//4.提供重写的toString()
	//目的:为了方便查看对象的属性值
	@Override
	public String toString() {
		return "Student [name="+ name +",age="+ age +"]";
	}
}

4.2 练习 : 获取类对象

创建包: cn.tedu. reflection
创建类: Test1Reflect.java

package cn.tedu.reflection;

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

import org.junit.Test;

/**本类用来测试反射*/
public class Test1Reflect {
	//1.创建入口函数main()--不用
	/**单元测试方法:是java测试的最小单位,使用灵活,推荐使用
	 * 语法要求: @Test + void + 没有参数 + public 
	 * 注意使用时需要导包:Add JUnit 4 library to the build path:import org.junit.Test;
	 * 单元测试方法执行方式:选中方法名-->右键运行(Run As-->JUnit Test)-->出现小绿条说明执行成功
	 */
	//2.通过单元测试来测试如何获取类对象
	@Test
	public void getClazz() throws Exception {
		/**右键要获取字节码对象的类名,选择Copy Quailfied Name复制类的全路径名*/
		Class<?> student1 = Class.forName("cn.tedu.reflection.Student");//此处的参数是类的全路径名[包名+类名]
		Class<?> student2 = Student.class;
		Class<?> student3 = new Student().getClass();//先创建匿名对象,匿名对象没有名字,然后对象的字节码对象
		System.out.println(student1);//反射得到的字节码Class对象
		System.out.println(student2.getName());//获取类的全路径名[包名+类名]
		System.out.println(student3.getSimpleName());//只获取类名
		System.out.println(student3.getPackage().getName());//获取包名
	}
}

4.3 练习 : 类获取构造方法

package cn.tedu.reflection;

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

import org.junit.Test;

/**本类用来测试反射*/
public class Test1Reflect {
	//3.通过单元测试来测试如何获取构造方法
		@Test
		public void getConstruct() {
			//1.获取字节码Class对象
			Class<?> clazz = Student.class;
			//2.获取构造方法们,并放入cs数组中
			Constructor<?>[] cs = clazz.getConstructors();
			//3.获取每个构造
			//使用增强for循环完成
			//for(1 2 : 3){循环体}其中3是要遍历的数据,1是遍历后每个元素的数据类型 2是遍历后每个数据的变量名
			for (Constructor c : cs) {
				//拿到每个构造方法以后可以获取构造方法的相关信息
				System.out.println(c.getName());//获取构造方法的名称
				Class[] cp = c.getParameterTypes();//获取构造方法的参数类型,可能有多个
				System.out.println(Arrays.toString(cp));
			}
		} 
}

4.4 练习 : 获取成员方法

package cn.tedu.reflection;

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

import org.junit.Test;

/**本类用来测试反射*/
public class Test1Reflect {
	//4.通过单元测试来测试获取成员方法
		@Test
		public void getFunction() throws Exception {
			//1.获取Class字节码对象
			Class<?> clazz = Class.forName("cn.tedu.reflection.Student");
			
			//2.获取所有成员方法
			Method[] ms = clazz.getMethods();
			
			//3.遍历数组,获取每个方法的信息
			for (Method m : ms) {
				System.out.println(m.getName());//获取方法名
				Class<?>[] pt = m.getParameterTypes();//获取方法参数类型
				System.out.println(Arrays.toString(pt));
			}
		}
}

4.5 练习 : 获取成员变量

package cn.tedu.reflection;

import java.lang.reflect.Field;

import org.junit.Test;

/**本类用来测试反射*/
public class Test1Reflect {
	//5.通过单元测试来测试获取成员变量
		@Test
		public void getFields(){
			//1.获取Class字节码对象
			/** Class中的"?"是泛型约束的通配符,类似于"*" */
			Class<?> clazz = Student.class;
			
			//2.获取所有的成员变量,公共的!!!
			/**!!!注意目前成员变量的修饰符必须是public才能获取到,采用默认修饰符就反射不到*/
			Field[] fs = clazz.getFields();
			
			//3.遍历数组,获取每个成员变量的信息
			for (Field f: fs) {
				System.out.println(f.getName());//获取变量名
				System.out.println(f.getType().getName());//获取变量类型
			}
		}
}

4.6 练习 : 创建对象

package cn.tedu.reflection;

import java.lang.reflect.Constructor;

import org.junit.Test;

/**本类用来测试反射*/
public class Test1Reflect {
	//6.通过单元测试来测试反射创建对象
		/**
		 * 方式一:通过字节码对象直接调用newInstance(),触发无参构造来创建对象
		 * 方式二:先获取指定的构造函数,再通过构造函数对象调用newInstance(),触发对应的构造函数来创建对象
		 * */
		@Test
		public void getObject () throws Exception {
			//1.获取Class字节码对象
			Class<?> clazz = Student.class;
			
			//2.创建对象
			Object obj = clazz.newInstance();//触发无参构造
			System.out.println(obj);//Student [name=null,age=0]
			
			//3.可以指定去调用哪个构造方法,注意根据参数来指定,而且传入的是参数的字节码对象
			Constructor<?> c = clazz.getConstructor(String.class,int.class);
			
			//4.触发指定的构造方法
			Object obj2 = c.newInstance("海绵宝宝",3);
			System.out.println(obj2);//Student [name=海绵宝宝,age=3]
			
			//5.查看对象具体的属性值,或者调用方法,需要把Object强转成指定的子类类型
			/**为什么要把Object强转成子类类型?因为想要使用子类的特有功能,父类无法使用子类的特有功能
			 * obj是Object类型,Object中没有Student的属性与功能
			 * 这个操作叫做向下转型--想使用子类特有功能时需要做此操作
			 * */
			Student s = (Student)obj2;
			System.out.println(s.name);
			System.out.println(s.age);
			s.eat(666);
		}
}

4.7 熟悉API

自己创建类练习，获取类中的所有资源，熟悉反射中涉及的API

5 暴力反射

指可以将程序中的私有的属性或者方法通过反射技术，暴力的获取到资源。需要使用的常见方法如下：

5.1 创建 : 测试物料类

创建包: cn.tedu. reflection
创建类: Person.java

package cn.tedu.reflection;
 
/**本类用来测试暴力反射*/
public class Person {
    //1.提供私有属性
    private String name;
    private int age;
   
    //2.提供私有方法
    private void save(int m,String n) {
       System.out.println("save().."+m+n);
    }
    private void update() {
       System.out.println("update()..");
    }
}

5.2 练习 : 创建测试类

创建包: cn.tedu. reflection
创建类: TestReflect2.java

package cn.tedu.reflection;

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

import org.junit.Test;

/**本类用于测试暴力反射*/
public class TestReflect2 {
	//1.通过单元测试来测试暴力反射获取和设置私有属性
	@Test
	public void getField() throws Exception {
		//1.获取Class字节码对象
		Class<?> clazz = Person.class;

		//2.获取私有属性
		Field field = clazz.getDeclaredField("name");

		//3.根据获取到的属性对象获取属性类型
		System.out.println(field.getType().getName());

		//4.设置属性的值
		//set(m,n)-- m:要给哪个对象设置值,n:是要设置的具体值
		//4.1没有对象就通过反射的方式创建对象
		Object obj = clazz.newInstance();

		//4.2暴力反射!!!设置私有可见
		field.setAccessible(true);

		//4.3给指定对象设置值
		field.set(obj, "派大星");

		//5.获取私有属性的值
		System.out.println(field.get(obj));
	}
	//2.通过单元测试来测试暴力反射获取和设置私有方法
	@Test
	public void getFunction() throws Exception{
		//1.获取Class字节码对象
		Class<?> clazz = Person.class;

		//2.通过暴力反射获取私有方法
		//getDeclaredMethod(m,n,x,y....) m:要执行的方法名  n x y :是方法的参数类型
		Method method = clazz.getDeclaredMethod("save", int.class,String.class);

		//3.通过暴力反射执行私有方法
		//invoke(m,n,x,y...) m:要执行的哪个对象的方法  n x y :是方法的参数类型

		//3.1没有对象就通过反射的方式创建对象
		Object obj = clazz.newInstance();

		//3.2 想要执行私有方法,首先设置私有可见
		method.setAccessible(true);

		//3.3 invoke表示通过反射执行方法
		method.invoke(obj, 100,"蟹老板");

	}
}

恭喜你,又学会了一个新知识,反射的API比较多,要多多练习哦

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