详解Java反射各种应用

什么是反射？

反射是 Java 提供的一种机制，它允许程序在运行时动态地访问、检测和修改各种对象的内部属性和方法。反射提供了一个强大的机制，可以让我们在运行时获取类信息、方法信息、属性信息并对其进行操作，而不需要事先知道它们的名字、类型和实现。

Java反射的基本用法

以下是 Java 反射的基本用法：

获取Class对象

反射的第一步就是获取 Class 对象。类也是一个对象，每一个类都有一个 Class 对象，我们可以通过以下三种方式获取某个类的 Class 对象，分别是：

Class clazz1 = Student.class;              // 第一种方式
Class clazz2 = new Student().getClass();   // 第二种方式
Class clazz3 = Class.forName("com.xxx.Student");  // 第三种方式

其中，第一种方式是最常用的。第二种方式是使用对象的 getClass() 方法获取。第三种方式是通过类的全限定名来获取。

动态创建对象

有了 Class 对象后，我们就可以动态地创建对象。以下是创建对象的代码：

Class clazz = Student.class;
Student student = (Student) clazz.newInstance();

其中，newInstance() 方法会通过 Class 对象创建出一个实例。

使用反射获取类的信息

我们可以使用反射获取类的信息，比如类的名称、类的修饰符、包信息、父类信息等。以下是获取类信息的示例代码：

Class clazz = Student.class;
// 获取类名
String className = clazz.getName();
// 获取修饰符
int modifier = clazz.getModifiers();
// 获取包信息
Package aPackage = clazz.getPackage();
// 获取父类信息
Class superClass = clazz.getSuperclass();

使用反射获取、修改属性的值

有了 Class 对象后，我们可以使用反射获取属性的值和修改属性的值。获取属性值的代码如下：

Class clazz = Student.class;
Student student = new Student();
Field field = clazz.getDeclaredField("name");
field.setAccessible(true);
Object value = field.get(student);

其中，getDeclaredField() 方法可以获取类的属性，setAccessible() 方法可以让我们访问私有属性，getField() 方法可以获取 public 的属性。get() 方法可以获取属性的值。

修改属性的值的代码如下：

Class clazz = Student.class;
Student student = new Student();
Field field = clazz.getDeclaredField("name");
field.setAccessible(true);
field.set(student, "Tom");

其中，set() 方法可以修改属性的值。

使用反射获取、调用方法

有了 Class 对象后，我们可以使用反射获取方法的信息，也可以调用这个方法。获取方法信息的代码如下：

Class clazz = Student.class;
Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();
for (Method method : methods) {
    System.out.println(method.getName());
}

其中，getDeclaredMethods() 方法可以获取所有的方法，getName() 方法可以获取方法的名称。

调用方法的代码如下：

Class clazz = Student.class;
Student student = new Student();
Method method = clazz.getDeclaredMethod("setName", String.class);
method.setAccessible(true);
method.invoke(student, "Tom");

其中，getDeclaredMethod() 方法可以获取方法，setAccessible() 方法可以让我们访问私有方法，invoke() 方法可以调用这个方法。

Java反射的应用场景

Java反射在很多场合都得到了广泛的应用，以下是一些典型的应用场景：

动态代理

动态代理是指动态地为某个对象生成代理对象，代替该对象执行某些特定的操作。我们可以使用 Java 反射来实现动态代理。具体实现可以查看 java动态代理实现机制及应用 这篇文章。

配置文件管理

有时我们会使用 Java 来处理配置文件，比如 properties 文件、XML 文件等。在这些文件中通常存储着一些键值对或者是配置项的信息，我们可以使用反射读取这些信息，然后进行相应的处理。

例如，我们定义了一个 bean，并在 properties 文件中存储了该 bean 的属性值。我们可以通过反射读取 properties 文件中的数据，然后使用 BeanUtils 给 bean 的属性赋值。

Properties properties = new Properties();
properties.load(inputStream);
Class clazz = MyBean.class;
Object object = clazz.newInstance();
for (Object key : properties.keySet()) { 
    String propertyName = (String) key;
    String propertyValue = properties.getProperty(propertyName);
    BeanUtils.setProperty(object, propertyName, propertyValue); 
}

动态生成代码

有时我们需要动态生成一些 Java 代码，比如在运行时生成某个类的子类。在这种情况下，我们可以使用 Java 反射来实现。JDK8引入的Lambda表达式，就是利用了反射和动态代码生成技术。Lambda表达式本质上就是一种匿名类。

代码生成的示例代码如下：

ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
// 创建类
CtClass cc = pool.makeClass("com.xxx.DynamicClass");
// 添加方法
CtMethod m = CtNewMethod.make("public void sayHello(){ System.out.println(\"Hello World!\"); }", cc);
cc.addMethod(m);
// 生成类
Class clazz = cc.toClass();
// 创建实例并调用方法
Object object = clazz.newInstance();
Method method = clazz.getDeclaredMethod("sayHello");
method.invoke(object);

总结

反射是 Java 中一种重要的技术，它可以让程序在运行时动态地获取、修改对象的内部属性和方法。本文详细介绍了反射的基本用法和应用场景，读者可以针对具体需求进行深入学习，从而运用反射更加熟练。