《重學Java系列》之 反射（上）

不詩意的女程序媛不是好廚師~
轉載請註明出處，From李詩雨—https://blog.csdn.net/cjm2484836553/article/details/103350829】

今天我們來學習學習反射，如果單純講反射的使用的話，其實一點也不復雜，我們只需要對照相應的API進行調用就可以了。但是要想對反射有較深層的認識和感悟，那就需要我們多看源碼。從真實的實戰中，我們才能體會其精髓。

所以，對於反射的學習我將分爲上、中、下 3篇來總結。上篇講思維導圖中的前三點：反射是什麼，Class類 和 反射的基本使用。中篇從動態代理的源碼中去體會反射，下篇從Retrofit源碼中再去體會反射。如此步步深入才能學到點東西。

今天講的是反射基礎，但是不要小瞧基礎哦，沒有基礎什麼都白搭。話不多說，就讓我們開始吧~ ♥

1.反射是什麼？

說到反射，可能大家即陌生又熟悉。爲什麼這麼說呢？
其實，反射在我們自己平時的開發過程中用到的並不多，因此它是陌生的。但是，在我們使用到的很多框架代碼中，一旦你要去閱讀他們的源碼，就會經常發現反射的身影，所以說它又是十分熟悉的。

那到底什麼是反射呢？

反射就是在運行時才知道要操作的類是什麼，並且可以在運行時獲取類的完整構造，並調用對應的方法。

這麼官方的解釋是不是聽着還有點不太明白？沒事，我再來換種方法跟大家說。

咱們先不說反射，咱們來先說 【正】。

大家回憶一下，【正】常的 我們怎麼來實例化一個對象？
是不是通過 new，直接new一個對象出來，然後我就可訪問類的成員、調用類的方法了。

//實例化對象的標準用法，也就是所謂的【正】
        Person person=new Person("夏天",18);
        person.say("我是男神~");

那 【反】 射 就不一樣了，它是一開始並不知道我要初始化的類是什麼？既然都不知道類是什麼，那當然不能用 new 關鍵字來 正面的 直接的創建對象了。那我們該怎麼辦呢？這種情況下我們就可以使用 JDK 提供的反射 API 進行反射調用。

        //反射的使用 【反】
        Class personClass = Person.class;//要先獲取對應的Class對象
        Person reflePerson=(Person)personClass.newInstance();//通過class得到類的實例
        reflePerson.say("哈哈哈哈哈哈"); //然後纔可以對對象進行其他操作

這個時候你是不是會有疑問：
我們平時寫代碼都知道是什麼類啊，直接new個對象出來就好了。什麼時候纔會出現不知道new的是什麼類呢？

你還別說， 反射在我們平時自己代碼中還真的基本用不到，它是在我們寫框架代碼的時候纔會用到。如果是框架的開發人員，或者是在我們閱讀源碼的時候那反射就用的多了。

大家在用Retrofit網絡請求的框架的時候，有沒有想過：這個框架它在創建的時候，它是怎麼知道將來我們的調用者會創建什麼樣的類呢？他顯然是不知道的。那它怎麼來new出我們調用者所需要的對象呢？這裏我們就需要用到反射了。

所以反射的定義我這麼這個時候再看一下，是不是就明白了許多呢：
反射是在運行時才知道要操作的類是什麼，並且在運行時來獲取類的完整構造，並調用對應的方法。

Reflection（反射） 是Java被視爲動態語言的關鍵，反射機制允許程序在執行期藉助於Reflection API取得任何類的內部信息，並能直接操作任意對象的內部屬性及方法。

我們來歸納一下Java反射機制主要提供的功能：

• 在運行時構造任意一個類的對象
• 在運行時獲取任意一個類所具有的成員變量和方法
• 在運行時調用任意一個對象的方法（屬性）

雖然我說的比較多，但相信經過這樣的反覆說說說之後，你看一遍就可以懂了。

大家都知道Java 是一門面向對象的語言。在面向對象的世界裏，萬事萬物皆對象。
我就又要問問大家了：既然萬事萬物皆對象，那我們寫的每一個類（比如說Person類），是不是應該也是對象呀。那它又是誰的對象呢？
答案是：它是Class類的對象。

好下面我們就來說說Class類。

2.瞭解Class類

(1). Class類是什麼？

上面我們說了，我們寫的每一個類都可以看成一個對象，是java.lang.Class 類的對象。

那麼Class到底是什麼呢？
Class它是一個類，它封裝了當前的類裏面所包括的所有信息。

一個類有哪些信息呢？
一個類中有屬性，方法，構造器等。
比如說有一個Person類，一個Fruit類，一個Animal類，這些都是不同的類，現在我們需要一個類，用來描述這些類，這就是Class。所以Class是用來描述類的類。

你可以這樣理解：Class類是一個對象照鏡子的結果，對象可以看到自己有哪些屬性，方法，構造器，實現了哪些接口等等。

對於每個類而言，JRE 都爲其保留一個不變的 Class 類型的對象。一個 Class 對象包含了特定某個類的有關信息。

而且大家需要知道：一個類（而不是一個對象）在 JVM 中只會有一個Class實例。
我們可以new出這個類的很多個對象，但是這個類在JDK中只會有一個Class對象。
比如說：一個Person類，它可以new出很多個對象。

Person p1=new Person();
Person p2=new Person();
Person p3=new Person();

但是Person類對應的Class類的實例只有唯一一個。

(2). 獲取Class對象的3種方式

那麼，我們要怎麼樣才能獲取到Class對象呢？
這裏有3種方式：

• 方式1：通過類名獲取 --> 類名.class
• 方式2：通過對象獲取 --> 對象名.getClass()
• 方式3：通過全類名獲取 --> Class.forName(全類名,即包名+類名)
  以Person類爲例：

        //獲取對應的Class對象（有3種方式）
        Class personClass = Person.class;//方式1：通過類名獲取  -->  類名.class
        Class personClass2 = person.getClass();//方式2：通過對象獲取 --> 對象名.getClass()
        Class personClass3=Class.forName("reflect.Person"); //方式3：通過全類名獲取 --> Class.forName(全類名)  可能會出現“ClassNotFoundException”，必須對其進行捕獲或聲明以便拋出

(3). Class類的常用方法

3.反射的基本使用

上面我們已經知道了如何拿到class對象。
但是純粹的拿到class對象，其實是沒有什麼實際含義的，我們真正的目的是爲了能夠設置它的屬性，調用它的方法。

那我們如何去獲取和修改它的屬性、調用它的方法呢？
其實像構造器，屬性，方法這些信息在Java中都有對應的類來表示。

下面就讓我們分別來看看該怎麼用：

首先我們定義一個Person類：

/**
 * @author shiyu
 * @create 2019-12-02 9:50
 */
public class Person {
    //私有字段
    private String name;
    private int age;

    //公有字段
    public String sex;

    //無參構造方法
    public Person() {
    }

    //有參構造方法
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    //普通公有方法
    public void say(String message){
        System.out.println(message);
    }

    //普通私有方法
    private void secret(){
        System.out.println("我是Person的私有方法");
    }
}

讓我們來提取一下Person類的信息：

(1).Constructor的基本使用

使用要點：

• getConstructors() ：可以獲取該類的所有構造器
• getConstructor() ：可以獲取某一個指定參數的構造器，需要參數列表。
  而且需要注意 傳的參數列表必須嚴格的一樣，否則會報NoSuchMethodException。
  比如 【clazz0.getConstructor(String.class, int.class);】//如果不傳int.class,而傳Integer.class是不行的.
• 得到構造器後，再調用構造器的 newInstance() 方法可以創建對象

直接上代碼來演示使用：

//------------------------Constructor的基本使用-----------------------
        String className0 = "reflect.Person";
        Class<Person> clazz0 = (Class<Person>) Class.forName(className0);

        //getConstructors()---獲取全部Constructor對象
        Constructor<Person>[] constructors = (Constructor<Person>[]) clazz0.getConstructors();
        for(Constructor<Person> constructor: constructors){
            System.out.println("getConstructors()獲取到的構造器："+constructor);
        }
        System.out.println();

         //getConstructor()----獲取某一個Constructor 對象，需要參數列表
        //  //注意此處傳的參數列表必須嚴格的一樣，否則會報有可能NoSuchMethodException
        Constructor<Person> constructor = clazz0.getConstructor(String.class, int.class);//如果傳Integer.class是不行的.
        System.out.println("getConstructor()獲取到的構造器："+constructor);
        //調用構造器的 newInstance() 方法創建對象
        Person malegod=constructor.newInstance("夏夏夏",26);
        malegod.say("我負責指導詩雨學習！");
        System.out.println();

我們來看下打印結果：

(2).Field的基本使用

使用要點：

• getDeclaredFields()：可以獲取 自己的 所有字段（ 包括私有的），但不能獲取父類字段
• getDeclaredField(name)—獲取指定字段
• 如果獲取的字段是私有的，不管是讀還是寫，都要先 field.setAccessible(true);纔可以。否則會報：IllegalAccessException。

老規矩直接上代碼：

//-------------Field的基本使用--------------------
        Person goddess=new Person("賈玲",18);//先new個女神

        String className = "reflect.Person";
        Class clazz = Class.forName(className);

        //getDeclaredFields()---獲取 自己的 公有和私有的所有字段，但不能獲取父類字段
        Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
        for(Field field: fields){
            System.out.println("getDeclaredFields()獲取的字段:"+ field.getName());
        }
        System.out.println();

        //getDeclaredField()---獲取指定字段,傳入字段的名稱
        Field field=clazz.getDeclaredField("name");
        Field field2 = clazz.getDeclaredField("sex");

        //獲取的字段是私有的，不管是讀還是寫都要先設置 field.setAccessible(true);
        field.setAccessible(true);
        System.out.println("getDeclaredField()獲取的字段:"+field.getName());//field.getName()是讀操作，所以在此之前要設置field.setAccessible(true)
        System.out.println("getDeclaredField()獲取的字段:"+field2.getName());

        //"獲取指定字段的值"
        Object val = field.get(goddess);
        Object val2 = field2.get(goddess);
        System.out.println(field.getName()+"="+val);
        System.out.println(field2.getName()+"="+val2);
        //修改指定字段的爲指定的值
        field.set(goddess,"郭德綱"); //相當於是寫操作
        System.out.println(field.getName()+"="+goddess.getName());//這個時候再打印，女神的名字就變成了郭德綱了

看一下打印結果：

(3).Method的基本使用

使用要點：

• getMethods()：可以獲取clazz對應類的所有公有方法，包括從父類繼承來的方法，私有方法不能得到。
• getDeclaredMethods()：只獲取當前類的所有方法,包括私有方法
• getDeclaredMethod()：獲取指定的方法，需要參數名稱和參數列表，無參則不需要寫。
  也要注意 傳入的參數類型要嚴格一致。
• 私有方法的執行，必須在調用invoke之前加上一句method.setAccessible（true）

上代碼：

//-------------Method的基本使用--------------------
        Person goddess=new Person("賈玲",18);//有一個女神

        String className = "reflect.Person";
        Class clazz = Class.forName(className);

        //getMethods()---獲取clazz對應類所有公有方法，包括從父類繼承來的方法
        Method[] methods= clazz.getMethods();
        for(Method method:methods){
            System.out.println("getMethods()獲取的方法： "+method.getName()+"()");
        }
        System.out.println("");

        //getDeclaredMethods()---只獲取當前類的所有方法,包括私有方法
        methods = clazz.getDeclaredMethods();
        for(Method method:methods){
            System.out.println(" getDeclaredMethods()獲取的方法："+method.getName()+"()");
        }
        System.out.println("");

        //getDeclaredMethod()---獲取指定的方法，需要參數名稱和參數列表，無參則不需要寫
        //注意 是 參數寫成int.class
        Method method = clazz.getDeclaredMethod("setAge", int.class);//獲取的是方法public void setAge(int age) {  }
        System.out.println("getDeclaredMethod()獲取的指定方法："+method);
        System.out.println("");

        //第一個參數表示執行哪個對象的方法,剩下的參數是執行方法時需要傳入的參數"
        method.invoke(goddess,25);

        System.out.println("此時女神的年齡是："+goddess.getAge());
        System.out.println();

        /*私有方法的執行，必須在調用invoke之前加上一句method.setAccessible（true）;*/
        method = clazz.getDeclaredMethod("secret");
        System.out.println(method);
        method.setAccessible(true);//在訪問私有域時同樣
        method.invoke(goddess);//執行私有方法

打印結果大家可以對照Person類的思維導圖看：

小結與回顧

通過上面的學習我們知道了

獲取class對象有3種方式：

• 1：通過類名獲取 --> 類名.class

 Class personClass = Person.class;

• 2.通過對象獲取 --> 對象名.getClass()

Class personClass2 = person.getClass()

• 3.通過全類名獲取 --> Class.forName(全類名)

Class personClass3=Class.forName("reflect.Person"); 

那麼請問大家 獲取一個類的實例對象方法 有幾種呢？
其實是有3種的：

• 直接new出來

Person person=new Person("夏天",18);

• 2.獲取class對象後，調用newInstance()方法

 Class personClass = Person.class;//要先獲取對應的Class對象
 Person reflePerson=(Person)personClass.newInstance();//通過class得到類的實例

3.通過反射拿到這個類的構造器之後，再通過構造器的newInstance獲得。

 Constructor<Person> constructor = clazz0.getConstructor(String.class, int.class);
 Person malegod=constructor.newInstance("夏夏夏",26);

今天的內容其實很簡單，相信大家看了一遍之後就懂了會了，有了這些基礎之後，下次我們再看源碼就會順利很多了~

積累點滴，做好自己~