Java反射机制的学习总结

什么是Java反射机制？

Java反射机制是指在程序运行时动态获取类的信息以及动态调用对象的方法的机制。

我们在开发中常常需要在运行时动态地加载和使用类，例如在插件系统中使用的动态加载和使用各种插件类的方式，这就需要用到Java反射机制。

通过利用Java反射机制，程序可以在不知道具体类名的情况下，获取类的相关信息，创建对象实例，调用对象方法，访问对象属性等。

如何使用Java反射机制？

使用Java反射机制主要分为三步：获取类信息，创建对象实例，以及调用对象方法。

获取类信息

获取类信息主要有以下三种方式：

1. 通过Class.forName()方法获取类的Class对象。
   例如，要获取java.lang.String类的Class对象，可以使用以下方法获取：

Class stringClass = Class.forName("java.lang.String");

1. 通过类名.class方式获取类的Class对象。
   例如，要获取java.lang.Integer类的Class对象，可以使用以下方法获取：

Class intClass = Integer.class;

1. 通过对象.getClass()方法获取类的Class对象。
   例如，要获取一个字符串对象的Class对象，可以使用以下方法获取：

Class stringClass = "Hello, World".getClass();

创建对象实例

创建对象实例主要有两种方式：

1. 使用Class对象的newInstance()方法创建对象实例。
   例如，要使用java.lang.String类的默认构造方法创建一个字符串对象，可以使用以下方法：

String str = (String) stringClass.newInstance();

1. 使用Constructor对象的newInstance()方法创建对象实例。
   例如，要使用java.util.Date类的带参数构造方法创建一个Date对象，可以使用以下方法：

Constructor dateConstructor = Date.class.getConstructor(long.class);
Date date = (Date) dateConstructor.newInstance(0);

调用对象方法

调用对象方法主要有两种方式：

1. 使用Method对象的invoke()方法调用方法。
   例如，要使用java.lang.String类的toUpperCase方法将一个字符串转换为大写，可以使用以下方法：

Method toUpperCaseMethod = stringClass.getMethod("toUpperCase");
String upperCaseStr = (String) toUpperCaseMethod.invoke(str);

1. 使用Method对象的setAccessible()方法绕过Java的访问权限控制。
   例如，要使用java.lang.String类的私有方法getChars获取字符串中的字符，可以使用以下方法：

Method getCharsMethod = stringClass.getDeclaredMethod("getChars", int.class, int.class, char[].class, int.class);
getCharsMethod.setAccessible(true);
char[] chars = new char[5];
getCharsMethod.invoke(str, 1, 4, chars, 0);

示例说明

下面以一个简单的示例说明Java反射机制的使用方法。假设我们有一个名为com.example.Student的类：

package com.example;

public class Student {
    private String name;
    private int age;
    private String school;

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public String getSchool() {
        return school;
    }

    public void printInfo() {
        System.out.println("Name: " + name);
        System.out.println("Age: " + age);
        System.out.println("School: " + school);
    }
}

我们可以通过以下示例代码使用反射机制来创建Student对象，并调用其printInfo()方法：

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 获取Student类的Class对象
        Class studentClass = Class.forName("com.example.Student");

        // 获取Student类的构造方法
        Constructor studentConstructor = studentClass.getConstructor(String.class, int.class, String.class);

        // 创建Student对象
        Object student = studentConstructor.newInstance("Tom", 18, "ABC School");

        // 获取Student类中的printInfo方法，并调用
        Method printInfoMethod = studentClass.getMethod("printInfo");
        printInfoMethod.invoke(student);
    }
}

这样，我们就使用反射机制成功创建了一个Student对象并调用了其printInfo()方法。

另外一个示例是使用反射机制获取并设置对象私有属性值，假设我们有一个名为com.example.Person的类：

package com.example;

public class Person {
    private String name;
    private int age;

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

    private String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }
}

我们可以通过以下示例代码使用反射机制来获取并设置Person对象的私有属性值：

import java.lang.reflect.Field;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建Person对象
        Person person = new Person("Tom", 18);

        // 获取Person类的Class对象
        Class personClass = Person.class;

        // 获取Person对象的name属性
        Field nameField = personClass.getDeclaredField("name");

        // 获取Person对象的age属性
        Field ageField = personClass.getDeclaredField("age");

        // 绕过Java的访问权限控制，设置name属性值
        nameField.setAccessible(true);
        nameField.set(person, "Jerry");

        // 获取age属性值
        System.out.println("Age: " + ageField.get(person));
    }
}

这样，我们就使用反射机制成功获取并设置了Person对象的私有属性值。