Java 反射学习笔记

要学反射，先要了解Class这个类，Class是所有Java类的一个总称，Class的实例中存储的是一个类的字节码，获取Class的实例有三种方式：

1. System.class
2. new Date().getClass()
3. Class.forName(“java.lang.String”);

Java不允许使用Class cla = new Class()这种方式获得一个Class的新实例，因为Class的构造方法是私有的，看一段源代码：

这段源码里说的很明白，只有JVM才可以创建一个Class对象。

那么这三种获取Class实例的方式有什么区别呢？

    @Test
    public void test1() throws ClassNotFoundException{
        String str = "abc";
        Class cla1 = str.getClass();
        Class cla2 = String.class;
        Class cla3 = Class.forName("java.lang.String");
        System.out.println(cla1==cla2);
        System.out.println(cla2==cla3);
    }

输出结果为：

根据这结果我们可以推论出，用这三种方式获得的Class实例是一模一样的，但是在实际的开发中我们更多的是使用第三种方式来获得一个Class实例，比如spring框架，我们先在配置文件中写好类名，然后在程序运行的过程中动态加载，获得该类的实例，再执行方法（spring的工作原理基本就这样）。

System.out.println(String.class.isPrimitive());//false
System.out.println(int.class.isPrimitive());//true,判断是否为基本类型
System.out.println(int.class==Integer.class);//false,Integer是类，而int是基本类型
System.out.println(int[].class.isArray());//true

那么反射是什么？这是别人总结的“反射就是把Java类中的各种成分映射成相应的Java类(比如 属性–>Field、方法–>Method、构造方法–>Contructor、包–>Package)”。拿到这些相应的Java类之后该怎么用？这是反射学习的重点。

1.Constructor类

1.1 如果想调用一个类的默认无参构造方法，有以下两种方式：

方式一，直接实例化一个Class（这种方式只能调用无参构造方法）：

    @Test
    public void test2(){
        try {
            Class c = Class.forName("lenve.test.Utils");
            c.newInstance();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

输出结果：

Utils.java

package lenve.test;

public class Utils {

    private String username;
    private String password;

    public String getUsername() {
        return username;
    }

    public void setUsername(String username) {
        this.username = username;
    }

    public String getPassword() {
        return password;
    }

    public void setPassword(String password) {
        this.password = password;
    }

    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    public Utils(String str) {
        System.out.println(str);
    }

    public Utils(int a, int b) {
        System.out.println(a + b);
    }

    public Utils() {
        System.out.println("this is default constructor!");
    }

}

方式二，先获得一个Constructor类，再根据这个类调用无参构造方法。

    @Test
    public void test3(){
        try {
        /**
        Class.newInstance() 只能够调用无参的构造函数，即默认的构造函数；
        Constructor.newInstance() 可以根据传入的参数，调用任意构造构造函数。 

            */
            Class c = Class.forName("lenve.test.Utils");
            Constructor constructor = c.getConstructor(null);
            Utils util = (Utils) constructor.newInstance();
            System.out.println(util.add(3, 4));
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (SecurityException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

输出结果：

1.2 调用一个有参的构造方法

    @Test
    public void test4(){
        try {
            Class c = Class.forName("lenve.test.Utils");
            //根据参数的类型来确定调用的是哪一个构造方法
            Constructor constructor = c.getConstructor(String.class);
            //传入该构造方法需要的参数
            constructor.newInstance("today is a good day!");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (SecurityException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

输出结果：

2.获得Field并查看相应的实例对象的值，细节都已经在注释中说明：

    @Test
    public void test5(){
        try {
            Point p1 = new Point(3, 7);
            Field fY = p1.getClass().getField("y");
            //fY是字节码中Field对象的一个实例，并不属于某个具体的实例，因此它的值不是7
            //这样才是得到p1中y的值
            System.out.println(fY.get(p1));
            //因为x是私有的，所以不能通过下面的方式获得
//          Field fX = p1.getClass().getField("x");
            //正确的获得方式应该是这样的
            Field fX = p1.getClass().getDeclaredField("x");
            //上面的方式拿到x后并不能获得其值，还需要做如下处理
            fX.setAccessible(true);
            System.out.println(fX.get(p1));
        } catch (NoSuchFieldException | SecurityException
                | IllegalArgumentException | IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

3.获取一个类中的所有String类型的属性，如果该字段的值中有’a’,则全部替换为’b’:

    @Test
    public void test6(){
        Point p = new Point(3, 4);
        changeValue(p);
        System.out.println(p);
    }

    private void changeValue(Object obj) {
        try {
            Field[] fields = obj.getClass().getFields();
            for(Field field:fields){
                //因为对一个Java类来说，它只有一个字节码，是单例的，所以用==比较就可以了
                if(field.getType()==String.class){
                    String oldStr = (String) field.get(obj);
                    String newStr = oldStr.replace('a', 'b');
                    field.set(obj, newStr);
                }
            }
        } catch (SecurityException | IllegalArgumentException
                | IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

Point.java

public class Point {

    private int x;
    public int y;
    public String username = "zhangsan";
    public String password = "lisi";
    public Point(int x,int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Point [username=" + username + ", password=" + password + "]";
    }
}

4.通过反射调用方法

    @Test
    public void test7() {
        try {
            Class c = Class.forName("lenve.test.Utils");
            //通过方法名以及参数类型、参数个数来确定具体是得到那个方法
            Method m = c.getMethod("add", int.class, int.class);
            /**
             * 第一个参数表示方法是在哪个实例中调用，后面的表示该方法的参数,
             * 如果该方法是静态方法，则第一个参数可以为null
             */
            System.out.println(m.invoke(c.newInstance(), 3, 4));
        } catch (ClassNotFoundException | NoSuchMethodException
                | SecurityException | IllegalAccessException
                | IllegalArgumentException | InvocationTargetException
                | InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

5.通过反射调用一个方法的main(String[] args)方法：

    @Test
    public void test8(){
        try {
            Method m = Class.forName("lenve.test.ReflectMain").getMethod("main", String[].class);
            /**
             * 由于编译器会将传入的参数拆包，因此要设法使参数以一个数据类型出现
             * 下面一共有两种调用方式
             * 第一种：告诉编译器不要拆包
             * 第二种：再包一层，这样即使拆包后还是一个参数
             */
            m.invoke(null, (Object)new String[]{"111","222","333"});
            System.out.println("---------------------");
            m.invoke(null, new Object[]{new String[]{"111","222","333"}});
        } catch (NoSuchMethodException | SecurityException
                | ClassNotFoundException | IllegalAccessException
                | IllegalArgumentException | InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

ReflectMain.java

class ReflectMain{
    public static void main(String[] args) {
        for(String str:args)
            System.out.println(str);
    }
}

6.使用反射类打印一个普通对象或者数组对象：

    @Test
    public void test10(){
        int[] a1 = new int[]{1,2,3};
        String[] a2 = new String[]{"a","b","c"};
        Object obj = null;
        printObject(a1);
        printObject(a2);
        printObject("xyz");
    }

    private void printObject(Object obj) {
        Class c = obj.getClass();
        if(c.isArray()){
            int len = Array.getLength(obj);
            for (int i = 0; i < len; i++) {
                System.out.println(Array.get(obj, i));
            }
        }else{
            System.out.println(obj);
        }

    }

7.利用反射实现一个间的spring框架

方式一：

    //配置文件为config.properties
    @Test
    public void test1(){
        try {
            InputStream is = new FileInputStream(new File("config.properties"));
            Properties prop = new Properties();
            prop.load(is);
            is.close();
            String className = prop.getProperty("className");
            Class c = Class.forName(className);
            Method m = c.getMethod("add", int.class,int.class);
            System.out.println(m.invoke(c.newInstance(), 3,4));
        } catch (ClassNotFoundException | NoSuchMethodException
                | SecurityException | IllegalAccessException
                | IllegalArgumentException | InvocationTargetException
                | InstantiationException | IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

config.properties

className=lenve.test.Utils

方式二：

    //配置文件为config.xml
    @Test
    public void test2(){
            try {
                SAXReader reader = new SAXReader();
                Document document = reader.read(new File("config.xml"));
                Element root = document.getRootElement();
                List<Element> elementList = root.elements();
                for(Element es:elementList){
                    String className = es.element("name").getText();
                    Class c = Class.forName(className);
                    System.out.println(c.newInstance());
                }
            } catch (ClassNotFoundException | InstantiationException
                    | IllegalAccessException | DocumentException e) {
                e.printStackTrace();
            }
    }

config.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans>
    <bean>
        <name>lenve.test.Utils</name>
    </bean>
    <bean>
        <name>java.util.Date</name>
    </bean>
</beans>

8.使用classLoader加载一个配置文件：

    //配置文件为config.properties
    @Test
    public void test1(){
        try {
            //把config.properties文件放入工程目录下
//          InputStream is = new FileInputStream(new File("config.properties"));
            //使用classLoader获得配置文件，注意文件路径
//          InputStream is = ReflectTest2.class.getClassLoader().getResourceAsStream("lenve/test/config.properties");
            //也可以直接使用class提供的方法获得，这里的路径地址则是相对地址（这里我们把配置文件和java文件放入同一个包中）
//          InputStream is = ReflectTest2.class.getResourceAsStream("config.properties");
            //如果把配置文件放入lenve.test.resources包中（注意ReflectTest2.java在lenve.test包中）
//          InputStream is = ReflectTest2.class.getResourceAsStream("resources/config.properties");
            //还可以通过绝对路径来访问
            InputStream is = ReflectTest2.class.getResourceAsStream("/lenve/test/resources/config.properties");
            Properties prop = new Properties();
            prop.load(is);
            is.close();
            String className = prop.getProperty("className");
            Class c = Class.forName(className);
            Method m = c.getMethod("add", int.class,int.class);
            System.out.println(m.invoke(c.newInstance(), 3,4));
        } catch (ClassNotFoundException | NoSuchMethodException
                | SecurityException | IllegalAccessException
                | IllegalArgumentException | InvocationTargetException
                | InstantiationException | IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }