关于Java反射的详解及实战案例_java反射实例

作为Java开发者，你认为反射这个知识点重要程度，在你心里是什么样的呢？

以前我也只觉得反射非常重要，但总归是听这个文章说，听那个朋友说，学是学了，但却没怎么应用。

当我正式进入到社会当 cv 仔的时候，需要考虑的问题多了，慢慢思考问题了，就觉得反射是个力大无穷的东西，更会感觉反射是个无所不能的东西，如各种各样的框架的底层，各种各样的拦截器的实现，反射都是其中少不了的一部分~

如果平时着重于开发业务的话，那么确实可能会较少使用到反射机制，但并非是说反射它不重要，反射它是Java 框架的基础勒，可以说木有反射，Java的动态性是会受限的~

文章大致思路：

编写的过程中，即使书写完已阅读过，但难免可能会出现遗漏，如有发现问题请及时联系修正，非常感谢你的阅读，希望我们都能成为技术道路上的朋友。

一、反射是什么？

JAVA 反射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一个方法和属性；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制。

不过要想解剖一个类，就要先获取到该类的字节码文件对应的Class类型的对象.

稍后就会讲到~

"反射之所以被称为框架的灵魂"，主要是因为它赋予了我们在运行时分析类以及执行类中方法的能力，这种能力也就是我们常说的动态性，利用这种性质可以使编写的程序更灵活更通用。

反射机制可以用来：

• 在运行时分析类的能力，如可以构造任意一个类，可以获取任意一个类的全部信息，
• 在运行时检查对象，如在运行时判断任意一个对象所属的类
• 实现泛型数组操作代码，因为在运行时可以获取泛型信息
• 利用Method对象，如我们经常使用的动态代理，就是使用Method.invoke()来实现方法的调用。

反射是一种功能强大且复杂的机制，在开发Java工具或框架方面，反射更是不可缺少的一部分。

二、Class 对象详解

之前说到了，如果要分析一个类，就必须要获取到该类的字节码文件对应 Class 类型对象。

另外如果有听到类模板对象，这个说的其实就是Class对象，大家不要误会了。

2.1、如何获取到Class对象呢？

得到Class的方式总共有四种：

• 通过对象调用 getClass()方法来获取
• 直接通过类名.class 的方式得到
• 通过 Class对象的 forName() 静态方法来获取
• Classloader，通过类加载器进行获取

 /**
  * @description:
  * @author: Ning Zaichun
  * @date: 2022年09月15日 22:49
  */
 public class ClassDemo01 {
 ​
     @Test
     public void test1() throws Exception {
         //1、通过对象调用 getClass() 方法来获取
         //  类型的对象，而我不知道你具体是什么类，用这种方法
         Student student = new Student();
         Class studentClass1 = student.getClass();
         System.out.println(studentClass1);
         // out: class com.nzc.Student
 ​
         //2、直接通过`类名.class` 的方式得到
         // 任何一个类都有一个隐含的静态成员变量 class
         // Class studentClass2 = Student.class;
         Class<?> studentClass2 = Student.class;
         System.out.println(studentClass2);
         // out: class com.nzc.Student
         System.out.println("studentClass1和studentClass2 是否相等==>" + (studentClass1 == studentClass2));
         // studentClass1和studentClass2 是否相等==>true
 ​
         //3、通过 Class 对象的 forName() 静态方法来获取，使用的最多
         //   但需要抛出或捕获 ClassNotFoundException 异常
         Class<?> studentClass3 = Class.forName("com.nzc.Student");
         System.out.println(studentClass3);
         // out: class com.nzc.Student
         System.out.println("studentClass1和studentClass3 是否相等==>" + (studentClass1 == studentClass3));
         //studentClass1和studentClass3 是否相等==>true
 ​
         //4、 使用类的加载器：ClassLoader 来获取Class对象
         ClassLoader classLoader = ClassDemo01.class.getClassLoader();
         Class studentClass4 = classLoader.loadClass("com.nzc.Student");
         System.out.println(studentClass4);
         System.out.println("studentClass1和studentClass4 是否相等==>" + (studentClass1 == studentClass4));
         //studentClass1和studentClass4 是否相等==>true
     }
 }
复制代码

在这四种方式中，最常使用的是第三种方式，第一种都直接new对象啦，完全没有必要再使用反射了；第二种方式也已经明确了类的名称，相当于已经固定下来，失去了一种动态选择加载类的效果；而第三种方式，只要传入一个字符串，这个字符串可以是自己传入的，也可以是写在配置文件中的。

像在学 JDBC 连接的时候，大家肯定都使用过 Class对象的 forName() 静态方法来获取Class对象，再加载数据库连接对象，但可能那时候只是匆匆而过罢了。

注意：不知道大家有没有观察，我把各种方式所获取到的class对象，都进行了一番比较，并且结果都为true，这是因为一个类在 JVM 中只会有一个 Class 实例，为了解释此点，我把类加载过程也简单的做了一个陈述。

2.2、类的加载过程

当我们需要使用某个类时，如果该类还未被加载到内存中，则会经历下面的过程对类进行初始化。

即类的加载 ---> 链接 ---> 初始化三个阶段。

在这里我只着眼于类的加载过程了，想要了解更为详细的，就需要大家去找找资料看看啦~

加载过程：

1、在我们进行编译后（javac.exe命令），会生成一个或多个字节码文件（就是项目中编译完会出现的 target 目录下的以.class结尾的文件）

2、接着当我们使用 java.exe 命令对某个字节码文件进行解释运行时。

3、加载过程

• 就相当于将 class 文件字节码内容加载到内存中，并将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构；
• 并生成一个代表这个类的 java.lang.Class 对象，这个加载到内存中的类，我们称为运行时类，此运行时类，就是 Class的一个实例，所有需要访问和使用类数据只能通过这个 Class 对象。
• 所谓Class对象，也称为类模板对象，其实就是 Java 类在 JVM 内存中的一个快照，JVM 将从字节码文件中解析出的常量池、 类字段、类方法等信息存储到模板中，这样 JVM 在运行期便能通过类模板而获 取 Java 类中的任意信息，能够对 Java 类的成员变量进行遍历，也能进行 Java 方法的调用。
• 反射的机制即基于这一基础。如果 JVM 没有将 Java 类的声明信息存储起来，则 JVM 在运行期也无法进行反射。

4、这个加载的过程还需要类加载器参与，关于类加载器的类型大家可以去了解了解，还有双亲委派机制等，此处我便不再多言

2.3、为了更便于记忆的图

（图片说明：为更好的描述JVM中只有一个Class对象，而画下此图，希望通过这张简图，让你记忆更为深刻）

2.4、Class 常用的API

通过 Class 类获取成员变量、成员方法、接口、超类、构造方法等

• getName()：获得类的完整名字。
• getFields()：获得类的public类型的属性。
• getDeclaredFields()：获得类的所有属性。包括private声明的和继承类
• getMethods()：获得类的public类型的方法。
• getDeclaredMethods()：获得类的所有方法。包括private声明的和继承类
• getMethod(String name, Class[] parameterTypes)：获得类的特定方法，name参数指定方法的名字，parameterTypes 参数指定方法的参数类型。
• getConstructors()：获得类的public类型的构造方法。
• getConstructor(Class[] parameterTypes)：获得类的特定构造方法，parameterTypes参数指定构造方法的参数类型。
• newInstance()：通过类的不带参数的构造方法创建这个类的一个对象。

另外就还有反射包下的几个常用的对象Constructor、Filed、Method等，分别表示类的构造器、字段属性、方法等等

这些都会在下文慢慢陈述出来~

三、获取运行时类完整信息并使用

所谓运行时类，就是程序运行时所创建出来的类，你直接理解为通过反射获取到的类也可。大体意思是如此。

在讲述这一小节时，先要理解Java中一切皆对象这句话。

我们平常编写一个类，我们会将它称为一个Java对象，但是在反射这里将此概念再次向上抽象了。

类的基本信息：构造方法、成员变量，方法，类上的注解，方法注解，成员变量注解等等，这些都是Java对象，也是证明了Java中一切皆对象这句话。

其中Constructor就表示构造方法的对象，他包含了构造方法的一切信息，

Field、Method等等都是如此。

不要太过于麻烦和重复书写，我将案例中操作的所有相关代码，都放在此处了，案例中的依赖全部基于此。

 public interface TestService {
 }
复制代码

 @Target({ElementType.TYPE,ElementType.PARAMETER, ElementType.METHOD, ElementType.FIELD})
 @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
 @Documented
 public @interface MarkAnnotation {
 ​
     String value() default "";
 ​
 }
复制代码

 public class Generic<T> {
 }
 ​
复制代码

 public interface GenericInterface<T> {
 }
 ​
复制代码

 // TYPE 表示可以标记在类上
 //  PARAMETER 表示可以标记在方法形式参数
 //  METHOD 方法
 //  FIELD 成员属性上
 @Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD, ElementType.FIELD,ElementType.PARAMETER})
 @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) // 这里表明是运行时注解
 @Documented
 public @interface LikeAnnotation {
 ​
     String value() default "";
 ​
 ​
     String[] params() default {};
 }
复制代码

 @D