Java除了給我們提供在編譯期得到類的各種信息之外，還通過反射讓我們可以在運行期間得到類的各種信息。通過反射獲取類的信息，得到類的信息之后，就可以獲取以下相關內容：
- Class對象
- 構造器
- 變量
- 方法
- 私有變量與私有方法
- 注解
- 泛型
- 數組
本文也將從上面幾個方面來介紹Java反射。本文涉及的所有代碼均在反射代碼
首先放出一個Java類作為反射的研究對象，類的內容如下：
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public abstract class FatherObject implements Runnable{ public void doSomething(){ System.out.println("做事情......"); }}public class ExampleObject extends FatherObject{ public int age = 30; public String name = "byhieg"; private Integer score = 60; public void printName(){ System.out.println(name); } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public Integer getScore() { return score; } public void setScore(Integer score) { this.score = score; } public ExampleObject(){ } public ExampleObject(String name){ } public ExampleObject(int age,Integer score){ } @Override public void doSomething() { super.doSomething(); } @Override public void run() { System.out.println("run......"); }} |
Class對象
我們應用會用到反射這個知識點，肯定是想要在運行時得到類的信息，根據類的那些信息去做一些特定的操作。那么，首先無疑就是得到類的信息，在JDK中提供了Class對象來保存類的信息。所以，反射的第一步就是得到Class對象。在JDK中提供了兩種方式得到Class對象。
第一種，如果編寫代碼的時候，就知道Class的名字，可以直接用如下方式得到Class對象：
Class exampleObjectClass = ExampleObject.class;
第二種，如果在編寫代碼的時候，不知道類的名字，但是在運行時的時候，可以得到一個類名的字符串，可以用如下的方式獲取Class對象：
Class exampleObjectClass = Class.forName("cn.byhieg.reflectiontutorial.ExampleObject");
注意，此方法需要有2個條件，第一，forName中的字符串必須是全限定名，第二，這個Class類必須在classpath的路徑下面，因為該方法會拋出ClassNotFoundException的異常。
獲取到這個Class對象之后，就可以得到類的各種信息，開頭已經提及了一些信息，下面，說幾個沒提到的類的信息。
得到類的名字
類的名字有兩種方式得到，一種是getName()，一種是getSimpleName()。第一種得到的是全限定名，第二種得到的是這個類的名字，不帶包名。看下面的例子：Class對象，已經通過上面的代碼得到了。
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String fullClassName = exampleObjectClass.getName();String simpleClassName = exampleObjectClass.getSimpleName();System.out.println(fullClassName);System.out.println(simpleClassName); |
結果如下：
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cn.byhieg.reflectiontutorial.ExampleObjectExampleObject |
得到類的包名、父類和實現的接口
類的包名和父類，可以通過如下代碼得到。
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//得到包信息Package aPackage = exampleObjectClass.getPackage();System.out.println(aPackage);//得到父類Class superClass = exampleObjectClass.getSuperclass();System.out.println(superClass.getSimpleName()); |
結果如下：
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package cn.byhieg.reflectiontutorialFatherObject |
很顯然，得到父類的返回值也是一個Class對象，那么可以利用這個對象得到父類的一些信息，比如判斷父類是不是抽象類
System.out.println("父類是不是抽象類 " + Modifier.isAbstract(superClass.getModifiers()));
getModifiers可以得到類的修飾符，從而得到類的修飾符，當然，這個getModifiers不僅僅Class對象可以調用，Method對象可以調用。
可以使用java.lang.reflect.Modifier類中的方法來檢查修飾符的類型：
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Modifier.isAbstract(int modifiers);Modifier.isFinal(int modifiers);Modifier.isInterface(int modifiers);Modifier.isNative(int modifiers);Modifier.isPrivate(int modifiers);Modifier.isProtected(int modifiers);Modifier.isPublic(int modifiers);Modifier.isStatic(int modifiers);Modifier.isStrict(int modifiers);Modifier.isSynchronized(int modifiers);Modifier.isTransient(int modifiers);Modifier.isVolatile(int modifiers); |
此外，我們還可以得到父類實現的接口
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//得到接口Class[] classes = superClass.getInterfaces();System.out.println("父類的接口" + classes[0]); |
因為Java類可以實現很多接口，所以用的數組，但在實際使用的時候，需要先判斷數組的長度。
下面，重點講解上述列出來的內容。
構造器
利用Java反射可以得到一個類的構造器，并根據構造器，在運行時動態的創建一個對象。首先，Java通過以下方式獲取構造器的實例：
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//構造器Constructor[] constructors = exampleObjectClass.getConstructors();for (Constructor constructor : constructors){ System.out.println(constructor.toString());} |
結果如下：
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public cn.byhieg.reflectiontutorial.ExampleObject(int,java.lang.Integer)public cn.byhieg.reflectiontutorial.ExampleObject(java.lang.String)public cn.byhieg.reflectiontutorial.ExampleObject() |
如果，事先知道要訪問的構造方法的參數類型，可以利用如下方法獲取指定的構造方法，例子如下：
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Constructor constructor = exampleObjectClass.getConstructor(String.class);System.out.println(constructor.toString()); |
結果顯然是:
public cn.byhieg.reflectiontutorial.ExampleObject(java.lang.String)
還可以用如下方式得到另一個構造器
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Constructor constructor = exampleObjectClass.getConstructor(int.class,Integer.class);System.out.println(constructor.toString()); |
此外，如果我們不知道構造器的參數，只能得到所有的構造器對象，那么可以用如下方式得到每一個構造器對想的參數：
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Constructor[] constructors = exampleObjectClass.getConstructors();for (Constructor constructor : constructors){Class[] parameterTypes = constructor.getParameterTypes();System.out.println("構造器參數如下========================");for (Class clz : parameterTypes){ System.out.println("參數類型 " + clz.toString());}} |
結果如下：
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構造器參數如下========================參數類型 class java.lang.String構造器參數如下========================參數類型 int參數類型 class java.lang.Integer |
這里，可以看出無參構造方法，是不打印出結果的。基本類型的Class對象和引用類型的Class對象toString()方法是不一樣的。
現在，可以根據構造器的各種信息，動態創建一個對象。
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Object object = constructor.newInstance(1,100);System.out.println(object.toString()); |
這個創建對象的方式有2個條件，第一是通過有參構造器創建的，第二，構造器對象必須通過傳入參數信息的getConstructor得到。
第一個條件，對于無參構造方法就可以創建的對象，不需要得到構造器對象，直接Class對象調用newInstance()方法就直接創建對象。
第二個條件，構造器對象必須通過exampleObjectClass.getConstructor(String.class);這種形式得到。如果通過getConstructors得到構造器數組，然后調用指定的構造器對象去創建對象在JDK1.8是會錯的。但是JDK1.6是正常的。
變量
利用Java反射可以在運行時得到一個類的變量信息，并且可以根據上面講的方式，創建一個對象，設置他的變量值。首先，通過如下方法，得到所有public的變量：
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Field[] fields = exampleObjectClass.getFields();for (Field field : fields){ System.out.println("變量為： " + field.toString());} |
結果如下：
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變量為： public int cn.byhieg.reflectiontutorial.ExampleObject.age變量為： public java.lang.String cn.byhieg.reflectiontutorial.ExampleObject.name |
很顯然，得到的都是public的變量，上述的private的變量score，并沒有得到。
和構造器一樣的得到方式一樣，我們可以指定一個參數名，然后得到指定的變量：
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Field field = exampleObjectClass.getField("age");System.out.println("變量為:" + field.toString()); |
上述的變量的toString方法得到的名字太長，Java對Field類提供了getName的方法，返回類中寫的變量名字，上面的代碼就可以改成field.getName()。
反射不僅提供了得到變量的方法，還提供了設置變量值的方式。通過如下方法可以對一個動態生成的類，改變其變量值：
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ExampleObject object = ((ExampleObject) constructor1.newInstance("byhieg"));System.out.println("原先的age是 " + object.age);field.set(object,10);System.out.println("更改之后的age是" + object.age); |
結果如下：
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原先的age是 30更改之后的age是10 |
根據上面的代碼，得到名字為age的Field對象，然后調用該對象的set方法，傳入一個對象與要更改的值，就可以改變該對象的值了。注意，此方法不僅僅對成員變量有用，對靜態變量也可以。當然，如果是靜態變量，傳入null，不用傳對象，也是可以的。
方法
Java反射給我們除了給我們提供類的變量信息之外，當然也給我們提供了方法的信息，反射可以讓我們得到方法名，方法的參數，方法的返回類型，以及調用方法等功能。
首先，通過如下代碼得到方法：
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//輸出類的public方法Method[] methods = exampleObjectClass.getMethods();for (Method method : methods){ System.out.println("method = "+ method.getName());} |
和獲取變量一樣似曾相識的代碼，這里直接調用了getName，來得到類中寫的方法名。寫到這里，大家應該自然想到，Java同樣提供了根據參數，得到具體的方法。
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Method method = exampleObjectClass.getMethod("setAge",int.class);System.out.println(method.getName()); |
這里與得到變量不同的是，getMethod方法還需要傳入參數的類型信息，反射提供獲取方法參數以及返回類型的方法，得到方法參數的例子如下：
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Method method = exampleObjectClass.getMethod("setAge",int.class);System.out.println(method.getName());for (Class clz : method.getParameterTypes()){ System.out.println("方法的參數" + clz.getName());} |
結果如下：
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setAge方法的參數int |
得到方法返回類型的例子如下：
System.out.println(method.getReturnType().getName());
結果如下：
void
此外，Java反射支持通過invoke調用得到的方法。例子如下：
method.invoke(exampleObjectClass.newInstance(),1);
invoke第一個參數是這個對象，第二個參數是變長數組，傳入該方法的參數。和Field對象同樣，對于靜態方法同樣，可以傳入null，調用靜態方法。
私有變量與私有方法
上面的方法只能得到public方法和變量，無法得到非public修飾的方法和變量，Java提供了額外的方法來得到非public變量與方法。即通過getDeclaredFields與getDeclaredMethods方法得到私有的變量與方法，同樣也支持用getDeclaredField（變量名）與getDeclaredMethod（方法名)的形式得到指定的變量名與方法名。但是這樣得到的Field對象與Method對象無法直接運用，必須讓這些對象調用setAccessible(true),才能正常運用。之后的方式就可上面講的一樣了。
注解
先寫一個包含注解的類：
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@MyAnnotation(name="byhieg",value = "hello world")public class AnnotationObject { @MyAnnotation(name="field",value = "變量") public String field; @MyAnnotation(name="method",value = "方法") public void doSomeThing(){ System.out.println("做一些事情"); } public void doOtherThing(@MyAnnotation(name="param",value = "參數") String param){ }}@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public @interface MyAnnotation { public String name(); public String value();} |
Java給我們提供了在運行時獲取類的注解信息，可以得到類注解，方法注解，參數注解，變量注解。
與上面獲取方式一樣，Java提供了2種獲取方式，一種是獲取全部的注解，返回一個數組，第二種是指定得到指定的注解。
我們以一個類注解為例，講解以下這兩種獲取方式。
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Class clz = AnnotationObject.class;Annotation[] annotations = clz.getAnnotations();Annotation annotation = clz.getAnnotation(AnnotationObject.class); |
然后，就可以根據得到的注解進行后續的處理，下面是一個處理的例子:
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for (Annotation annotation : annotations){ if (annotation instanceof MyAnnotation){ MyAnnotation myAnnotation = (MyAnnotation)annotation; System.out.println("name: " + myAnnotation.name()); System.out.println("value:" + myAnnotation.value()); } } |
上面的類注解使用Class對象調用getAnnotations得到的，方法注解和變量注解是一樣的，分別用method對象與field對象調用getDeclaredAnnotations得到注解，沒什么多說的。例子看反射代碼
參數注解是比較麻煩的一項，獲取方式比較得到，第一步，先取得method對象，調用getParameterAnnotations，但是這個返回值是一個二維數組，因為method對象有很多參數，每個參數有可能有很多注解。例子如下：
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Method method1 = clz.getMethod("doOtherThing",String.class); Annotation[][] annotationInParam = method1.getParameterAnnotations(); Class[] params = method1.getParameterTypes(); int i = 0; for (Annotation[] annotations: annotationInParam){ Class para = params[i++]; for (Annotation annotation : annotations){ if(annotation instanceof MyAnnotation){ MyAnnotation myAnnotation = (MyAnnotation) annotation; System.out.println("param: " + para.getName()); System.out.println("name : " + myAnnotation.name()); System.out.println("value :" + myAnnotation.value()); } } } |
泛型
因為Java泛型是通過擦除來實現的，很難直接得到泛型具體的參數化類型的信息，但是我們可以通過一種間接的形式利用反射得到泛型信息。比如下面這個類：
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public class GenericObject { public List<String> lists; public List<String> getLists() { return lists; } public void setLists(List<String> lists) { this.lists = lists; }} |
如果一個方法返回一個泛型類，我們可以通過method對象去調用getGenericReturnType來得到這個泛型類具體的參數化類型是什么。看下面的代碼：
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Class clz = GenericObject.class; Method method = clz.getMethod("getLists"); Type genericType = method.getGenericReturnType(); if(genericType instanceof ParameterizedType){ ParameterizedType parameterizedType = ((ParameterizedType) genericType); Type[] types = parameterizedType.getActualTypeArguments(); for (Type type : types){ Class actualClz = ((Class) type); System.out.println("參數化類型為 ： " + actualClz); } } |
結果如下：
參數化類型為 ： class java.lang.String
步驟有點繁瑣，下面一步步解釋：
- 反射得到返回類型為泛型類的方法
- 調用getGenericReturnType得到方法返回類型中的參數化類型
- 判斷該type對象能不能向下轉型為ParameterizedType
- 轉型成功，調用getActualTypeArguments得到參數化類型的數組，因為有的泛型類，不只只有一個參數化類型如Map
- 取出數組中的每一個的值，轉型為Class對象輸出。
看結果確實得到了泛型的具體的信息。
如果沒有一個方法返回泛型類型，那么我們也可以通過方法的參數為泛型類，來得到泛型的參數化類型，如上面類中的setLists方法。例子如下：
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Method setMethod = clz.getMethod("setLists", List.class); Type[] genericParameterTypes = setMethod.getGenericParameterTypes(); for (Type genericParameterType: genericParameterTypes){ System.out.println("GenericParameterTypes為 ： " + genericParameterType.getTypeName()); if(genericParameterType instanceof ParameterizedType){ ParameterizedType parameterizedType = ((ParameterizedType) genericParameterType); System.out.println("ParameterizedType為 :" + parameterizedType.getTypeName()); Type types[] = parameterizedType.getActualTypeArguments(); for (Type type : types){ System.out.println("參數化類型為 ： " + ((Class) type).getName()); } } } |
執行的結果如下：
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GenericParameterTypes為 ： java.util.List<java.lang.String>ParameterizedType為 :java.util.List<java.lang.String>參數化類型為 ： java.lang.String |
因為方法的參數為泛型類型的可能不止一個，所以通過getGenericParameterTypes得到是一個數組，我們需要確定每一個元素，是否是具有參數化類型。后續的步驟與上面類似，就不多說了。
如果連方法參數都不帶泛型類，那么只剩下最后一種情況，通過變量類型，即用Field類。例子如下：
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Field field = clz.getField("lists");Type type = field.getGenericType();if (type instanceof ParameterizedType){ ParameterizedType parameterizedType = ((ParameterizedType) type); Type [] types = parameterizedType.getActualTypeArguments(); for (Type type1 : types) { System.out.println("參數化類型 ： " + ((Class) type1).getTypeName()); }} |
原理和上面的一樣，只不過Type對象是通過field.getGenericType()，剩下的操作類似就不多說了。
關于通過反射獲取泛型的參數化類型的信息的介紹就到此為止。
數組
Java反射可以對數組進行操作，包括創建一個數組，訪問數組中的值，以及得到一個數組的Class對象。
下面，先說簡單的，創建數組以及訪問數組中的值：在反射中使用Array這個類，是reflect包下面的。
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//創建一個int類型的數組，長度為3 int[] intArray = (int[])Array.newInstance(int.class,3); //通過反射的形式，給數組賦值 for (int i = 0 ;i < intArray.length;i++){ Array.set(intArray,i,i + 2); }//通過反射的形式，得到數組中的值 for (int i = 0 ; i < intArray.length;i++){ System.out.println(Array.get(intArray,i)); } |
上述就是創建數組，訪問數組中的值利用反射方式。
對于得到一個數組的Class對象，簡單的可以用int[].class，或者利用Class.forName的形式得到，寫法比較奇怪：
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Class clz = Class.forName("[I");System.out.println(clz.getTypeName()); |
結果為：
int[]
這個forName中的字符串，[ 表示是數組，I 表示是int，float就是 F，double就是 D 等等，如果要得到一個普通對象的數組，則用下面的形式：
Class stringClz = Class.forName("[Ljava.lang.String;");
[ 表示是數組, L 的右邊是類名，類型的右邊是一個；；
這種方式獲取數組的Class對象實在是太繁瑣了。
在得到數組的Class對象之后，就可以調用他的一些獨特的方法，比如調用getComponentType來得到數組成員的類型信息，如int數組就是成員類型就是int。
System.out.println(clz.getComponentType().getTypeName());
結果為int
總結
這次,關于反射的各種應用就到此為止，后續可能會有深入的知識講解。具體的代碼可以去看反射代碼
在src包里面是各種類，在test類里是對這些類的訪問。
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