本篇文章給大家帶來了關于java的相關知識，其中主要介紹了關于反射機制的詳細解析，包括了反射機制的概述、class類的理解、創建運行時類的對象等等內容，下面一起來看一下，希望對大家有幫助。

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一、Java反射機制概述

1. Java Reflection

（1）Reflection（反射）是被視為動態語言的關鍵，反射機制允許程序在執行期 借助于ReflectionAPI取得任何類的內部信息，并能直接操作任意對象的內 部屬性及方法。

（2）加載完類之后，在堆內存的方法區中就產生了一個Class類型的對象（一個類只有一個Class對象），這個對象就包含了完整的類的結構信息。我們可以通過這個對象看到類的結構。這個對象就像一面鏡子，透過這個鏡子看到類的結構，所以，我們形象的稱之為：反射。

2. 動態語言 vs 靜態語言

（1）動態語言

是一類在運行時可以改變其結構的語言：例如新的函數、對象、甚至代碼可以 被引進，已有的函數可以被刪除或是其他結構上的變化。通俗點說就是在運行時代碼可以根據某些條件改變自身結構。

主要動態語言：Object-C、C#、JavaScript、PHP、Python、Erlang。

（2）靜態語言

與動態語言相對應的，運行時結構不可變的語言就是靜態語言。如Java、C、C++。Java不是動態語言，但Java可以稱之為“準動態語言”。即Java有一定的動態性，我們可以利用反射機制、字節碼操作獲得類似動態語言的特性。 Java的動態性讓編程的時候更加靈活！

（3）Java反射機制研究及應用

Java反射機制提供的功能

1. 在運行時判斷任意一個對象所屬的類
2. 在運行時構造任意一個類的對象
3. 在運行時判斷任意一個類所具有的成員變量和方法
4. 在運行時獲取泛型信息 在運行時調用任意一個對象的成員變量和方法
5. 在運行時處理注解 生成動態代理

反射相關的主要API

1. java.lang.Class:代表一個類
2. java.lang.reflect.Method:代表類的方法
3. java.lang.reflect.Field:代表類的成員變量
4. java.lang.reflect.Constructor:代表類的構造器 ? … …

二、 Class類的理解

1. 類的加載過程

1.1 初步了解

程序經過javac.exe命令以后，會生成一個或多個字節碼文件(.class結尾)。
接著我們使用java.exe命令對某個字節碼文件進行解釋運行。相當于將某個字節碼文件加載到內存中。此過程就稱為類的加載。加載到內存中的類，我們就稱為運行時類，此運行時類，就作為Class的一個實例。

換句話說，Class的實例就對應著一個運行時類。

加載到內存中的運行時類，會緩存一定的時間。在此時間之內，我們可以通過不同的方式來獲取此運行時類。

1.2 類的加載過程圖解

當程序主動使用某個類時，如果該類還未被加載到內存中，則系統會通過如下三個步驟來對該類進行初始化。

類的加載：將class文件字節碼內容加載到內存中，并將這些靜態數據轉換成方法區的運行時數據結構，然后生成一個代表這個類的java.lang.Class對象，作為方法區中類數據的訪問入口（即引用地址）。所有需要訪問和使用類數據只能通過這個Class對象。這個加載的過程需要類加載器參與。

類的鏈接：將Java類的二進制代碼合并到JVM的運行狀態之中的過程。
● 驗證：確保加載的類信息符合JVM規范，例如：以cafe開頭，沒有安全方面的問題
● 準備：正式為類變量（static）分配內存并設置類變量默認初始值的階段，這些內存 都將在方法區中進行分配。
● 解析：虛擬機常量池內的符號引用（常量名）替換為直接引用（地址）的過程。

類的初始化：
● 執行類構造器【clinit】()方法的過程。類構造器【clinit】()方法是由編譯期自動收集類中 所有類變量的賦值動作和靜態代碼塊中的語句合并產生的。（類構造器是構造類信 息的，不是構造該類對象的構造器）。
● 當初始化一個類的時候，如果發現其父類還沒有進行初始化，則需要先觸發其父類 的初始化。
● 虛擬機會保證一個類的()方法在多線程環境中被正確加鎖和同步。

public class ClassLoadingTest { public static void main(String[] args) { System.out.println(A.m); } } class A { static { m = 300; } static int m = 100; } //第二步：鏈接結束后m=0 //第三步：初始化后，m的值由<clinit>()方法執行決定 // 這個A的類構造器<clinit>()方法由類變量的賦值和靜態代碼塊中的語句按照順序合并產生，類似于 // <clinit>(){ // m = 300; // m = 100; // }

1.3 了解：什么時候會發生類初始化？

類的主動引用（一定會發生類的初始化）

1. 當虛擬機啟動，先初始化main方法所在的類
2. new一個類的對象
3. 調用類的靜態成員（除了final常量）和靜態方法
4. 使用java.lang.reflect包的方法對類進行反射調用
5. 當初始化一個類，如果其父類沒有被初始化，則先會初始化它的父類

類的被動引用（不會發生類的初始化）

1. 當訪問一個靜態域時，只有真正聲明這個域的類才會被初始化
2. 當通過子類引用父類的靜態變量，不會導致子類初始化
3. 通過數組定義類引用，不會觸發此類的初始化
4. 引用常量不會觸發此類的初始化（常量在鏈接階段就存入調用類的常量池中了）

1.4 類加載器的作用

類加載的作用：將class文件字節碼內容加載到內存中，并將這些靜態數據轉換成方法區的運行時數據結構，然后在堆中生成一個代表這個類的java.lang.Class對象，作為 方法區中類數據的訪問入口。
類緩存：標準的JavaSE類加載器可以按要求查找類，但一旦某個類被加載到類加載器 中，它將維持加載（緩存）一段時間。不過JVM垃圾回收機制可以回收這些Class對象。

1.5 JVM中不同類型的類的加載器

1.6 代碼演示

不同類型的類的加載器：

 @Test     public void test1(){         //對于自定義類，使用系統類加載器進行加載         ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();         System.out.println(classLoader);//sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2:系統類加載器         //調用系統類加載器的getParent()：獲取擴展類加載器         ClassLoader classLoader1 = classLoader.getParent();         System.out.println(classLoader1);//sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@279f2327：擴展類加載器         //調用擴展類加載器的getParent()：無法獲取引導類加載器         //引導類加載器主要負責加載java的核心類庫，無法加載自定義類的。         ClassLoader classLoader2 = classLoader1.getParent();         System.out.println(classLoader2);//null          ClassLoader classLoader3 = String.class.getClassLoader();         System.out.println(classLoader3);//null      }

使用系統類加載器讀取Properties配置文件。

 /*     Properties：用來讀取配置文件。       */     @Test     public void test2() throws Exception {          Properties pros =  new Properties();         //此時的文件默認在當前的module下。         //讀取配置文件的方式一：//        FileInputStream fis = new FileInputStream("jdbc.properties");//        FileInputStream fis = new FileInputStream("src\jdbc1.properties");//        pros.load(fis);          //讀取配置文件的方式二：使用ClassLoader         //配置文件默認識別為：當前module的src下         ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();         InputStream is = classLoader.getResourceAsStream("jdbc1.properties");         pros.load(is);           String user = pros.getProperty("user");         String password = pros.getProperty("password");         System.out.println("user = " + user + ",password = " + password);     }}

2. 何為Class類？

Class類在Object類中定義了以下的方法，此方法將被所有子類繼承：

public final Class getClass()

以上的方法返回值的類型是一個Class類，此類是Java反射的源頭，實際上所謂反射從程序的運行結果來看也很好理解，即：可以通過對象反射求出類的名稱。

對象照鏡子后可以得到的信息：某個類的屬性、方法和構造器、某個類到底實現了哪些接口。對于每個類而言，JRE 都為其保留一個不變的Class類型的對象。
一個 Class對象包含了特定某個結構(class/interface/enum/annotation/primitivetype/void/[])的有關信息。

Class本身也是一個類

Class 對象只能由系統建立對象

一個加載的類在 JVM中只會有一個Class實例

一個Class對象對應的是一個加載到JVM中的一個.class文件

每個類的實例都會記得自己是由哪個Class 實例所生成

通過Class可以完整地得到一個類中的所有被加載的結構

Class類是Reflection的根源，針對任何你想動態加載、運行的類，唯有先獲得相應的

3. Class類的常用方法方法

3. 哪些類型可以有Class對象？

（1）class： 外部類，成員(成員內部類，靜態內部類)，局部內部類，匿名內部類
（2）interface：接口
（3）[]：數組
（4）enum：枚舉
（5）annotation：注解@interface
（6）primitive type：基本數據類型
（7）void

三、獲取Class類實例的四種方法

1. 調用運行時類的屬性：.class

前提：若已知具體的類，通過類的class屬性獲取，該方法最為安全可靠， 程序性能最高
示例： Class clazz1 = String.class;

2. 通過運行時類的對象,調用getClass()

前提：已知某個類的實例，調用該實例的getClass()方法獲取Class對象
示例：Class clazz = “www.atguigu.com”.getClass();

3.調用Class的靜態方法：forName(String classPath)

前提：已知一個類的全類名，且該類在類路徑下，可通過Class類的靜態方法forName() 獲取，可能拋出ClassNotFoundException
示例： Class clazz = Class.forName(“java.lang.String”);

4. 使用類的加載器：ClassLoader

示例：
ClassLoader cl = this.getClass().getClassLoader();
Class clazz4 = cl.loadClass(“類的全類名”);

5. 代碼演示

@Testpublic void test1() throws ClassNotFoundException {             //方式一：調用運行時類的屬性：.class             Class clazz1 = Person.class;             System.out.println(clazz1);//class com.jiaying.java1.Person             //方式二：通過運行時類的對象,調用getClass()             Person p1 = new Person();             Class clazz2 = p1.getClass();             System.out.println(clazz2);//class com.jiaying.java1.Person              //方式三：調用Class的靜態方法：forName(String classPath)             Class clazz3 = Class.forName("com.jiaying.java1.Person");             Class clazz5 = Class.forName("java.lang.String");             System.out.println(clazz3);//class com.jiaying.java1.Person             System.out.println(clazz5);//class java.lang.String              System.out.println(clazz1 == clazz2);//true             System.out.println(clazz1 == clazz3);//true              //方式四：使用類的加載器：ClassLoader  (了解)             ClassLoader classLoader = ReflectionTest.class.getClassLoader();             Class clazz4 = classLoader.loadClass("com.jiaying.java1.Person");             System.out.println(clazz4);//class com.jiaying.java1.Person             System.out.println(clazz1 == clazz4);//true}

四、 創建運行時類的對象

1. 引入

有了Class對象，能做什么？

創建類的對象：調用Class對象的newInstance()方法
要求：

1. 類必須有一個無參數的構造器。
2. 類的構造器的訪問權限需要足夠。

難道沒有無參的構造器就不能創建對象了嗎？
不是！只要在操作的時候明確的調用類中的構造器，并將參數傳遞進去之后，才可以實例化操作。
步驟如下：

1. 通過Class類的getDeclaredConstructor(Class … parameterTypes)取得本類的指定形參類型的構造器
2. 向構造器的形參中傳遞一個對象數組進去，里面包含了構造器中所需的各個參數。
3. 通過Constructor實例化對象。

2. 語法步驟

（1）根據全類名獲取對應的Class對象

String name = “atguigu.java.Person";Class clazz = null;clazz = Class.forName(name);

（2）調用指定參數結構的構造器，生成Constructor的實例

Constructor con = clazz.getConstructor(String.class,Integer.class);

（3）通過Constructor的實例創建對應類的對象，并初始化類屬性

Person p2 = (Person) con.newInstance("Peter",20);System.out.println(p2);

3. 代碼演示

 @Test     public void test1() throws IllegalAccessException, InstantiationException {          Class<Person> clazz = Person.class;         /*         newInstance():調用此方法，創建對應的運行時類的對象。內部調用了運行時類的空參的構造器。          要想此方法正常的創建運行時類的對象，要求：         1.運行時類必須提供空參的構造器         2.空參的構造器的訪問權限得夠。通常，設置為public。           在javabean中要求提供一個public的空參構造器。原因：         1.便于通過反射，創建運行時類的對象         2.便于子類繼承此運行時類時，默認調用super()時，保證父類有此構造器           */         Person obj = clazz.newInstance();         System.out.println(obj);      }

4. 體會反射的動態性

//體會反射的動態性     @Test     public void test2(){          for(int i = 0;i < 100;i++){             int num = new Random().nextInt(3);//0,1,2             String classPath = "";             switch(num){                 case 0:                     classPath = "java.util.Date";                     break;                 case 1:                     classPath = "java.lang.Object";                     break;                 case 2:                     classPath = "com.atguigu.java.Person";                     break;             }              try {                 Object obj = getInstance(classPath);                 System.out.println(obj);             } catch (Exception e) {                 e.printStackTrace();             }         }     }      /*     創建一個指定類的對象。     classPath:指定類的全類名      */     public Object getInstance(String classPath) throws Exception {        Class clazz =  Class.forName(classPath);        return clazz.newInstance();     }}

五、獲取運行時類的完整結構

提供具有豐富內容的Person類

//接口public interface MyInterface {     void info();}//注解@Target({TYPE, FIELD, METHOD, PARAMETER, CONSTRUCTOR, LOCAL_VARIABLE})@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public @interface MyAnnotation {     String value() default "hello";}//父類public class Creature<T> implements Serializable {     private char gender;     public double weight;      private void breath(){         System.out.println("生物呼吸");     }      public void eat(){         System.out.println("生物吃東西");     }}//Person類@MyAnnotation(value="hi")public class Person extends Creature<String> implements Comparable<String>,MyInterface{      private String name;     int age;     public int id;      public Person(){}      @MyAnnotation(value="abc")     private Person(String name){         this.name = name;     }       Person(String name,int age){         this.name = name;         this.age = age;     }     @MyAnnotation     private String show(String nation){         System.out.println("我的國籍是：" + nation);         return nation;     }      public String display(String interests,int age) throws NullPointerException,ClassCastException{         return interests + age;     }       @Override     public void info() {         System.out.println("我是一個人");     }      @Override     public int compareTo(String o) {         return 0;     }      private static void showDesc(){         System.out.println("我是一個可愛的人");     }      @Override     public String toString() {         return "Person{" +                 "name='" + name + ''' +                 ", age=" + age +                 ", id=" + id +                 '}';     }}

1. 獲取當前運行時類的屬性結構

• Field方法中：

    @Test     public void test1(){          Class clazz = Person.class;          //獲取屬性結構         //getFields():獲取當前運行時類及其父類中聲明為public訪問權限的屬性         Field[] fields = clazz.getFields();         for(Field f : fields){             System.out.println(f);         }         System.out.println();          //getDeclaredFields():獲取當前運行時類中聲明的所有屬性。（不包含父類中聲明的屬性）         Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();         for(Field f : declaredFields){             System.out.println(f);         }     }      //權限修飾符  數據類型 變量名     @Test     public void test2(){         Class clazz = Person.class;         Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();         for(Field f : declaredFields){             //1.權限修飾符             int modifier = f.getModifiers();             System.out.print(Modifier.toString(modifier) + "t");              //2.數據類型             Class type = f.getType();             System.out.print(type.getName() + "t");              //3.變量名             String fName = f.getName();             System.out.print(fName);              System.out.println();         }     }}

2. 獲取當前運行時類的方法結構

• Method類中：

    @Test     public void test1(){          Class clazz = Person.class;          //getMethods():獲取當前運行時類及其所有父類中聲明為public權限的方法         Method[] methods = clazz.getMethods();         for(Method m : methods){             System.out.println(m);         }         System.out.println();         //getDeclaredMethods():獲取當前運行時類中聲明的所有方法。（不包含父類中聲明的方法）         Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();         for(Method m : declaredMethods){             System.out.println(m);         }     }   /*     @Xxxx     權限修飾符  返回值類型  方法名(參數類型1 形參名1,...) throws XxxException{}      */     @Test     public void test2(){         Class clazz = Person.class;         Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();         for(Method m : declaredMethods){             //1.獲取方法聲明的注解             Annotation[] annos = m.getAnnotations();             for(Annotation a : annos){                 System.out.println(a);             }              //2.權限修飾符             System.out.print(Modifier.toString(m.getModifiers()) + "t");              //3.返回值類型             System.out.print(m.getReturnType().getName() + "t");              //4.方法名             System.out.print(m.getName());             System.out.print("(");             //5.形參列表             Class[] parameterTypes = m.getParameterTypes();             if(!(parameterTypes == null && parameterTypes.length == 0)){                 for(int i = 0;i < parameterTypes.length;i++){                      if(i == parameterTypes.length - 1){                         System.out.print(parameterTypes[i].getName() + " args_" + i);                         break;                     }                      System.out.print(parameterTypes[i].getName() + " args_" + i + ",");                 }             }              System.out.print(")");              //6.拋出的異常             Class[] exceptionTypes = m.getExceptionTypes();             if(exceptionTypes.length > 0){                 System.out.print("throws ");                 for(int i = 0;i < exceptionTypes.length;i++){                     if(i == exceptionTypes.length - 1){                         System.out.print(exceptionTypes[i].getName());                         break;                     }                      System.out.print(exceptionTypes[i].getName() + ",");                 }             }               System.out.println();         }        }}

3. 獲取當前運行時類的構造器結構

• Constructor類中：

/*     獲取構造器結構       */     @Test     public void test1(){          Class clazz = Person.class;         //getConstructors():獲取當前運行時類中聲明為public的構造器         Constructor[] constructors = clazz.getConstructors();         for(Constructor c : constructors){             System.out.println(c);         }          System.out.println();         //getDeclaredConstructors():獲取當前運行時類中聲明的所有的構造器         Constructor[] declaredConstructors = clazz.getDeclaredConstructors();         for(Constructor c : declaredConstructors){             System.out.println(c);         }      }  /*     獲取運行時類的父類       */     @Test     public void test2(){         Class clazz = Person.class;          Class superclass = clazz.getSuperclass();         System.out.println(superclass);     }      /*     獲取運行時類的帶泛型的父類       */     @Test     public void test3(){         Class clazz = Person.class;          Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass();         System.out.println(genericSuperclass);     }      /*     獲取運行時類的帶泛型的父類的泛型       代碼：邏輯性代碼  vs 功能性代碼      */     @Test     public void test4(){         Class clazz = Person.class;          Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass();         ParameterizedType paramType = (ParameterizedType) genericSuperclass;         //獲取泛型類型         Type[] actualTypeArguments = paramType.getActualTypeArguments();//        System.out.println(actualTypeArguments[0].getTypeName());         System.out.println(((Class)actualTypeArguments[0]).getName());     }/*     獲取運行時類實現的接口      */     @Test     public void test5(){         Class clazz = Person.class;          Class[] interfaces = clazz.getInterfaces();         for(Class c : interfaces){             System.out.println(c);         }          System.out.println();         //獲取運行時類的父類實現的接口         Class[] interfaces1 = clazz.getSuperclass().getInterfaces();         for(Class c : interfaces1){             System.out.println(c);         }      }     /*         獲取運行時類所在的包       */     @Test     public void test6(){         Class clazz = Person.class;          Package pack = clazz.getPackage();         System.out.println(pack);     }      /*         獲取運行時類聲明的注解       */     @Test     public void test7(){         Class clazz = Person.class;          Annotation[] annotations = clazz.getAnnotations();         for(Annotation annos : annotations){             System.out.println(annos);         }     }}

六、調用運行時類的指定結構

關于setAccessible方法的使用

Method和Field、Constructor對象都有setAccessible()方法。

setAccessible啟動和禁用訪問安全檢查的開關。

參數值為true則指示反射的對象在使用時應該取消Java語言訪問檢查。

提高反射的效率。如果代碼中必須用反射，而該句代碼需要頻繁的被 調用，那么請設置為true，使得原本無法訪問的私有成員也可以訪問，參數值為false則指示反射的對象應該實施Java語言訪問檢查。

1. 調用運行時類中指定的屬性

在反射機制中，可以直接通過Field類操作類中的屬性，通過Field類提供的set()和 get()方法就可以完成設置和取得屬性內容的操作。

在Field中：

代碼演示：

public class ReflectionTest {     @Test     public void testField() throws Exception {         Class clazz = Person.class;          //創建運行時類的對象         Person p = (Person) clazz.newInstance();           //獲取指定的屬性：要求運行時類中屬性聲明為public         //通常不采用此方法         Field id = clazz.getField("id");          /*         設置當前屬性的值          set():參數1：指明設置哪個對象的屬性   參數2：將此屬性值設置為多少          */          id.set(p,1001);          /*         獲取當前屬性的值         get():參數1：獲取哪個對象的當前屬性值          */         int pId = (int) id.get(p);         System.out.println(pId);       }     /*     如何操作運行時類中的指定的屬性 -- 需要掌握      */     @Test     public void testField1() throws Exception {         Class clazz = Person.class;          //創建運行時類的對象         Person p = (Person) clazz.newInstance();          //1. getDeclaredField(String fieldName):獲取運行時類中指定變量名的屬性         Field name = clazz.getDeclaredField("name");          //2.保證當前屬性是可訪問的         name.setAccessible(true);         //3.獲取、設置指定對象的此屬性值         name.set(p,"Tom");          System.out.println(name.get(p));     }

2. 調用運行時類中的指定的方法

通過反射，調用類中的方法，通過Method類完成。步驟：

1. 通過Class類的getMethod(String name,Class…parameterTypes)方法取得 一個Method對象，并設置此方法操作時所需要的參數類型。
2. 之后使用Object invoke(Object obj, Object[] args)進行調用，并向方法中 傳遞要設置的obj對象的參數信息。

Object invoke(Object obj, Object … args)
說明：
Object 對應原方法的返回值，若原方法無返回值，此時返回null

若原方法若為靜態方法，此時形參Object obj可為null

若原方法形參列表為空，則Object[] args為null
若原方法聲明為private,則需要在調用此invoke()方法前，顯式調用 方法對象的setAccessible(true)方法，將可訪問private的方法。

代碼演示：

 /*     如何操作運行時類中的指定的方法 -- 需要掌握      */     @Test     public void testMethod() throws Exception {          Class clazz = Person.class;          //創建運行時類的對象         Person p = (Person) clazz.newInstance();          /*         1.獲取指定的某個方法         getDeclaredMethod():參數1 ：指明獲取的方法的名稱  參數2：指明獲取的方法的形參列表          */         Method show = clazz.getDeclaredMethod("show", String.class);         //2.保證當前方法是可訪問的         show.setAccessible(true);          /*         3. 調用方法的invoke():參數1：方法的調用者  參數2：給方法形參賦值的實參         invoke()的返回值即為對應類中調用的方法的返回值。          */         Object returnValue = show.invoke(p,"CHN"); //String nation = p.show("CHN");         System.out.println(returnValue);          System.out.println("*************如何調用靜態方法*****************");          // private static void showDesc()          Method showDesc = clazz.getDeclaredMethod("showDesc");         showDesc.setAccessible(true);         //如果調用的運行時類中的方法沒有返回值，則此invoke()返回null//        Object returnVal = showDesc.invoke(null);         Object returnVal = showDesc.invoke(Person.class);         System.out.println(returnVal);//null      }

3. 調用運行時類中的指定的構造器

代碼演示：

  /*     如何調用運行時類中的指定的構造器      */     @Test     public void testConstructor() throws Exception {         Class clazz = Person.class;          //private Person(String name)         /*         1.獲取指定的構造器         getDeclaredConstructor():參數：指明構造器的參數列表          */          Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);          //2.保證此構造器是可訪問的         constructor.setAccessible(true);          //3.調用此構造器創建運行時類的對象         Person per = (Person) constructor.newInstance("Tom");         System.out.println(per);      }}

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