Java-反射

反射

概念

专业的解释：

  • 反射允许对成员变量、成员方法、构造方法的信息进行编程访问
  • 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属性和方法；
  • 这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为Java语言的反射机制。

通俗的理解：

  • 利用反射创建的对象可以无视修饰符调用类里面的内容
  • 可以跟配置文件结合起来使用，把要创建的对象信息和方法写在配置文件中。读取到什么类，就创建什么类的对象读取到什么方法，就调用什么方法此时当需求变更的时候不需要修改代码，只要修改配置文件即可。

获取class对象的三种方式

  1. Class.forName(“全类名”)

在源代码阶段使用

  1. 类名.class

在加载阶段使用

  1. 对象.getClass();

运行阶段使用

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//1.Class这个类里面的静态方法forName
//Class.forName("类的全类名")： 全类名 = 包名 + 类名
Class clazz1 = Class.forName("com.itheima.reflectdemo.Student");
//源代码阶段获取 --- 先把Student加载到内存中，再获取字节码文件的对象
//clazz 就表示Student这个类的字节码文件对象。
//就是当Student.class这个文件加载到内存之后，产生的字节码文件对象


//2.通过class属性获取
//类名.class
//一般更多是当做参数进行传递
Class clazz2 = Student.class;

//因为class文件在硬盘中是唯一的，所以，当这个文件加载到内存之后产生的对象也是唯一的
System.out.println(clazz1 == clazz2);//true


//3.通过Student对象获取字节码文件对象
// 已经有了这个类的对象的时候才可以使用
Student s = new Student();
Class clazz3 = s.getClass();
System.out.println(clazz1 == clazz2);//true
System.out.println(clazz2 == clazz3);//true

获取构造方法

规则：

get表示获取

Declared表示私有

最后的s表示所有，复数形式

如果当前获取到的是私有的，必须要临时修改访问权限，否则无法使用
方法名 说明
Constructor<?>[] getConstructors() 获得所有的构造（只能public修饰）
Constructor<?>[] getDeclaredConstructors() 获得所有的构造（包含private修饰）
Constructor getConstructor(Class<?>… parameterTypes) 获取指定构造（只能public修饰）
Constructor getDeclaredConstructor(Class<?>… parameterTypes) 获取指定构造（包含private修饰） 
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public class Student {
    private String name;

    private int age;

    public String gender;

    public String address;


    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age, String address) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.address = address;
    }


    public Student(String name, int age, String gender, String address) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.gender = gender;
        this.address = address;
    }

    /**
     * 获取
     * @return name
     */
    public String getName() {
        return name;
    }

    /**
     * 设置
     * @param name
     */
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    /**
     * 获取
     * @return age
     */
    public int getAge() {
        return age;
    }

    /**
     * 设置
     * @param age
     */
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    /**
     * 获取
     * @return gender
     */
    public String getGender() {
        return gender;
    }

    /**
     * 设置
     * @param gender
     */
    public void setGender(String gender) {
        this.gender = gender;
    }

    /**
     * 获取
     * @return address
     */
    public String getAddress() {
        return address;
    }

    /**
     * 设置
     * @param address
     */
    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }

    public String toString() {
        return "Student{name = " + name + ", age = " + age + ", gender = " + gender + ", address = " + address + "}";
    }
}
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public class ReflectDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {
        //1.获得整体（class字节码文件对象）
        Class clazz = Class.forName("com.itheima.reflectdemo.Student");


        //2.获取构造方法对象
        //获取所有构造方法（public）
        Constructor[] constructors1 = clazz.getConstructors();
        for (Constructor constructor : constructors1) {
            System.out.println(constructor);
        }

        System.out.println("=======================");

        //获取所有构造（带私有的）
        Constructor[] constructors2 = clazz.getDeclaredConstructors();

        for (Constructor constructor : constructors2) {
            System.out.println(constructor);
        }
        System.out.println("=======================");

        //获取指定的空参构造
        Constructor con1 = clazz.getConstructor();
        System.out.println(con1);

        Constructor con2 = clazz.getConstructor(String.class,int.class);
        System.out.println(con2);

        System.out.println("=======================");
        //获取指定的构造(所有构造都可以获取到，包括public包括private)
        Constructor con3 = clazz.getDeclaredConstructor();
        System.out.println(con3);
        //了解 System.out.println(con3 == con1);
        //每一次获取构造方法对象的时候，都会新new一个。

        Constructor con4 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);
        System.out.println(con4);
    }
}

获取构造方法并创建对象

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public class Student {
    private String name;

    private int age;


    public Student() {

    }

    public Student(String name) {
        this.name = name;
    }

    private Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }


    /**
     * 获取
     * @return name
     */
    public String getName() {
        return name;
    }

    /**
     * 设置
     * @param name
     */
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    /**
     * 获取
     * @return age
     */
    public int getAge() {
        return age;
    }

    /**
     * 设置
     * @param age
     */
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String toString() {
        return "Student{name = " + name + ", age = " + age + "}";
    }
}
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//需求1：
//获取空参，并创建对象

//1.获取整体的字节码文件对象
Class clazz = Class.forName("com.itheima.a02reflectdemo1.Student");
//2.获取空参的构造方法
Constructor con = clazz.getConstructor();
//3.利用空参构造方法创建对象
Student stu = (Student) con.newInstance();
System.out.println(stu);


System.out.println("=============================================");


//需求2：
//获取带参构造，并创建对象
//1.获取整体的字节码文件对象
Class clazz = Class.forName("com.itheima.a02reflectdemo1.Student");
//2.获取有参构造方法
Constructor con = clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
//3.临时修改构造方法的访问权限（暴力反射）
con.setAccessible(true);
//4.直接创建对象
Student stu = (Student) con.newInstance("zhangsan", 23);
System.out.println(stu);

获取成员变量

规则：

get表示获取

Declared表示私有

最后的s表示所有，复数形式

如果当前获取到的是私有的，必须要临时修改访问权限，否则无法使用

方法名：

方法名 说明
Field[] getFields() 返回所有成员变量对象的数组（只能拿public的）
Field[] getDeclaredFields() 返回所有成员变量对象的数组，存在就能拿到
Field getField(String name) 返回单个成员变量对象（只能拿public的）
Field getDeclaredField(String name) 返回单个成员变量对象，存在就能拿到 
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public class ReflectDemo4 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
        //获取成员变量对象

        //1.获取class对象
        Class clazz = Class.forName("com.itheima.reflectdemo.Student");

        //2.获取成员变量的对象（Field对象)只能获取public修饰的
        Field[] fields1 = clazz.getFields();
        for (Field field : fields1) {
            System.out.println(field);
        }

        System.out.println("===============================");

        //获取成员变量的对象（public + private）
        Field[] fields2 = clazz.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields2) {
            System.out.println(field);
        }

        System.out.println("===============================");
        //获得单个成员变量对象
        //如果获取的属性是不存在的，那么会报异常
        //Field field3 = clazz.getField("aaa");
        //System.out.println(field3);//NoSuchFieldException

        Field field4 = clazz.getField("gender");
        System.out.println(field4);

        System.out.println("===============================");
        //获取单个成员变量（私有）
        Field field5 = clazz.getDeclaredField("name");
        System.out.println(field5);

    }
}

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public class Student {
    private String name;

    private int age;

    public String gender;

    public String address;


    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age, String address) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.address = address;
    }


    public Student(String name, int age, String gender, String address) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.gender = gender;
        this.address = address;
    }

    /**
     * 获取
     * @return name
     */
    public String getName() {
        return name;
    }

    /**
     * 设置
     * @param name
     */
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    /**
     * 获取
     * @return age
     */
    public int getAge() {
        return age;
    }

    /**
     * 设置
     * @param age
     */
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    /**
     * 获取
     * @return gender
     */
    public String getGender() {
        return gender;
    }

    /**
     * 设置
     * @param gender
     */
    public void setGender(String gender) {
        this.gender = gender;
    }

    /**
     * 获取
     * @return address
     */
    public String getAddress() {
        return address;
    }

    /**
     * 设置
     * @param address
     */
    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }

    public String toString() {
        return "Student{name = " + name + ", age = " + age + ", gender = " + gender + ", address = " + address + "}";
    }
}

获取成员变量并获取和修改值

方法 说明
void set(Object obj, Object value） 赋值
Object get(Object obj) 获取值 
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public class ReflectDemo5 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        Student s = new Student("zhangsan",23,"广州");
        Student ss = new Student("lisi",24,"北京");

        //需求：
        //利用反射获取成员变量并获取值和修改值

        //1.获取class对象
        Class clazz = Class.forName("com.itheima.reflectdemo.Student");

        //2.获取name成员变量
        //field就表示name这个属性的对象
        Field field = clazz.getDeclaredField("name");
        //临时修饰他的访问权限
        field.setAccessible(true);

        //3.设置(修改)name的值
        //参数一：表示要修改哪个对象的name？
        //参数二：表示要修改为多少？
        field.set(s,"wangwu");

        //3.获取name的值
        //表示我要获取这个对象的name的值
        String result = (String)field.get(s);

        //4.打印结果
        System.out.println(result);

        System.out.println(s);
        System.out.println(ss);

    }
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public class Student {
    private String name;
    private int age;
    public String gender;
    public String address;


    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age, String address) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.address = address;
    }


    public Student(String name, int age, String gender, String address) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.gender = gender;
        this.address = address;
    }

    /**
     * 获取
     * @return name
     */
    public String getName() {
        return name;
    }

    /**
     * 设置
     * @param name
     */
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    /**
     * 获取
     * @return age
     */
    public int getAge() {
        return age;
    }

    /**
     * 设置
     * @param age
     */
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    /**
     * 获取
     * @return gender
     */
    public String getGender() {
        return gender;
    }

    /**
     * 设置
     * @param gender
     */
    public void setGender(String gender) {
        this.gender = gender;
    }

    /**
     * 获取
     * @return address
     */
    public String getAddress() {
        return address;
    }

    /**
     * 设置
     * @param address
     */
    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }

    public String toString() {
        return "Student{name = " + name + ", age = " + age + ", gender = " + gender + ", address = " + address + "}";
    }
}

获取成员方法

规则：

get表示获取

Declared表示私有

最后的s表示所有，复数形式

如果当前获取到的是私有的，必须要临时修改访问权限，否则无法使用
方法名 说明
Method[] getMethods() 返回所有成员方法对象的数组（只能拿public的）
Method[] getDeclaredMethods() 返回所有成员方法对象的数组，存在就能拿到
Method getMethod(String name, Class<?>… parameterTypes) 返回单个成员方法对象（只能拿public的）
Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>… parameterTypes) 返回单个成员方法对象，存在就能拿到 
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public class ReflectDemo6 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {
        //1.获取class对象
        Class<?> clazz = Class.forName("com.itheima.reflectdemo.Student");


        //2.获取方法
        //getMethods可以获取父类中public修饰的方法
        Method[] methods1 = clazz.getMethods();
        for (Method method : methods1) {
            System.out.println(method);
        }

        System.out.println("===========================");
        //获取所有的方法（包含私有）
        //但是只能获取自己类中的方法
        Method[] methods2 = clazz.getDeclaredMethods();
        for (Method method : methods2) {
            System.out.println(method);
        }

        System.out.println("===========================");
        //获取指定的方法（空参）
        Method method3 = clazz.getMethod("sleep");
        System.out.println(method3);

        Method method4 = clazz.getMethod("eat",String.class);
        System.out.println(method4);

        //获取指定的私有方法
        Method method5 = clazz.getDeclaredMethod("playGame");
        System.out.println(method5);
    }
}

获取成员方法并运行

方法

Object invoke(Object obj, Object… args) ：运行方法

参数一：用obj对象调用该方法

参数二：调用方法的传递的参数（如果没有就不写）

返回值：方法的返回值（如果没有就不写）

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public class ReflectDemo6 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        //1.获取字节码文件对象
        Class clazz = Class.forName("com.itheima.a02reflectdemo1.Student");
		
        //2.获取一个对象
        //需要用这个对象去调用方法
        Student s = new Student();
        
        //3.获取一个指定的方法
        //参数一：方法名
        //参数二：参数列表，如果没有可以不写
        Method eatMethod = clazz.getMethod("eat",String.class);
        
        //运行
        //参数一：表示方法的调用对象
        //参数二：方法在运行时需要的实际参数
        //注意点：如果方法有返回值，那么需要接收invoke的结果
        //如果方法没有返回值，则不需要接收
        String result = (String) eatMethod.invoke(s, "重庆小面");
        System.out.println(result);

    }
}
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public class Student {
    private String name;
    private int age;
    public String gender;
    public String address;


    public Student() {

    }

    public Student(String name) {
        this.name = name;
    }

    private Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    /**
     * 获取
     * @return name
     */
    public String getName() {
        return name;
    }

    /**
     * 设置
     * @param name
     */
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    /**
     * 获取
     * @return age
     */
    public int getAge() {
        return age;
    }

    /**
     * 设置
     * @param age
     */
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String toString() {
        return "Student{name = " + name + ", age = " + age + "}";
    }

    private void study(){
        System.out.println("学生在学习");
    }

    private void sleep(){
        System.out.println("学生在睡觉");
    }

    public String eat(String something){
        System.out.println("学生在吃" + something);
        return "学生已经吃完了，非常happy";
    }
}

练习

泛型擦除

集合中的泛型只在java文件中存在，当编译成class文件之后，就没有泛型了。

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import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;

public class ReflectDemo8 {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        //1.创建集合对象
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(123);
//        list.add("aaa");

        //2.利用反射运行add方法去添加字符串
        //因为反射使用的是class字节码文件

        //获取class对象
        Class clazz = list.getClass();

        //获取add方法对象
        Method method = clazz.getMethod("add", Object.class);

        //运行方法
        method.invoke(list,"aaa");

        //打印集合
        System.out.println(list);
    }
}

修改字符串的内容

字符串，在底层是一个byte类型的字节数组，名字叫做value

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private final byte[] value;

真正不能被修改的原因：final和private

final修饰value表示value记录的地址值不能修改。

private修饰value而且没有对外提供getvalue和setvalue的方法。所以，在外界不能获取或修改value记录的地址值。

如果要强行修改可以用反射：

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String s = "abc";
String ss = "abc";
// private final byte[] value= {97,98,99};
// 没有对外提供getvalue和setvalue的方法，不能修改value记录的地址值
// 如果我们利用反射获取了value的地址值。
// 也是可以修改的，final修饰的value
// 真正不可变的value数组的地址值，里面的内容利用反射还是可以修改的，比较危险

//1.获取class对象
Class clazz = s.getClass();

//2.获取value成员变量（private）
Field field = clazz.getDeclaredField("value");
//但是这种操作非常危险
//JDK高版本已经屏蔽了这种操作，低版本还是可以的
//临时修改权限
field.setAccessible(true);

//3.获取value记录的地址值
byte[] bytes = (byte[]) field.get(s);
bytes[0] = 100;

System.out.println(s);//dbc
System.out.println(ss);//dbc

反射和配置文件结合动态获取（重点）

需求: 利用反射根据文件中的不同类名和方法名，创建不同的对象并调用方法。

分析:

①通过Properties加载配置文件

②得到类名和方法名

③通过类名反射得到Class对象

④通过Class对象创建一个对象

⑤通过Class对象得到方法

⑥调用方法

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public class ReflectDemo9 {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        //1.读取配置文件的信息
        Properties prop = new Properties();
        FileInputStream fis = new FileInputStream("day14-code\\prop.properties");
        prop.load(fis);
        fis.close();
        System.out.println(prop);

        String classname = prop.get("classname") + "";
        String methodname = prop.get("methodname") + "";

        //2.获取字节码文件对象
        Class clazz = Class.forName(classname);

        //3.要先创建这个类的对象
        Constructor con = clazz.getDeclaredConstructor();
        con.setAccessible(true);
        Object o = con.newInstance();
        System.out.println(o);

        //4.获取方法的对象
        Method method = clazz.getDeclaredMethod(methodname);
        method.setAccessible(true);

        //5.运行方法
        method.invoke(o);


    }
}

/*
配置文件中的信息：
classname=com.itheima.a02reflectdemo1.Student
methodname=sleep
*/

利用反射保存对象中的信息（重点）

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public class MyReflectDemo {
    public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, IOException {
    /*
        对于任意一个对象，都可以把对象所有的字段名和值，保存到文件中去
    */
       Student s = new Student("小A",23,'女',167.5,"睡觉");
       Teacher t = new Teacher("播妞",10000);
       saveObject(s);
    }

    //把对象里面所有的成员变量名和值保存到本地文件中
    public static void saveObject(Object obj) throws IllegalAccessException, IOException {
        //1.获取字节码文件的对象
        Class clazz = obj.getClass();
        //2. 创建IO流
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("myreflect\\a.txt"));
        //3. 获取所有的成员变量
        Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) {
            field.setAccessible(true);
            //获取成员变量的名字
            String name = field.getName();
            //获取成员变量的值
            Object value = field.get(obj);
            //写出数据
            bw.write(name + "=" + value);
            bw.newLine();
        }

        bw.close();

    }
}
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public class Student {
    private String name;
    private int age;
    private char gender;
    private double height;
    private String hobby;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age, char gender, double height, String hobby) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.gender = gender;
        this.height = height;
        this.hobby = hobby;
    }

    /**
     * 获取
     * @return name
     */
    public String getName() {
        return name;
    }

    /**
     * 设置
     * @param name
     */
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    /**
     * 获取
     * @return age
     */
    public int getAge() {
        return age;
    }

    /**
     * 设置
     * @param age
     */
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    /**
     * 获取
     * @return gender
     */
    public char getGender() {
        return gender;
    }

    /**
     * 设置
     * @param gender
     */
    public void setGender(char gender) {
        this.gender = gender;
    }

    /**
     * 获取
     * @return height
     */
    public double getHeight() {
        return height;
    }

    /**
     * 设置
     * @param height
     */
    public void setHeight(double height) {
        this.height = height;
    }

    /**
     * 获取
     * @return hobby
     */
    public String getHobby() {
        return hobby;
    }

    /**
     * 设置
     * @param hobby
     */
    public void setHobby(String hobby) {
        this.hobby = hobby;
    }

    public String toString() {
        return "Student{name = " + name + ", age = " + age + ", gender = " + gender + ", height = " + height + ", hobby = " + hobby + "}";
    }
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public class Teacher {
    private String name;
    private double salary;

    public Teacher() {
    }

    public Teacher(String name, double salary) {
        this.name = name;
        this.salary = salary;
    }

    /**
     * 获取
     * @return name
     */
    public String getName() {
        return name;
    }

    /**
     * 设置
     * @param name
     */
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    /**
     * 获取
     * @return salary
     */
    public double getSalary() {
        return salary;
    }

    /**
     * 设置
     * @param salary
     */
    public void setSalary(double salary) {
        this.salary = salary;
    }

    public String toString() {
        return "Teacher{name = " + name + ", salary = " + salary + "}";
    }
}