java反射机制原理详解.docx

java.lang.Class:是反射的源头 我们创建一个类，通过编译，生成对应的.calss文件，之后使用java.exe加载(jvm的类加载器)此.class文件，此.class文件加载到内存以后，就是一个运行时类，存在缓存区，那么这个运行时类的本身就是一个class的实例 每一个运行时类只加载一次 有了Class实例以后，我们才可以进行如下的操作: o创建对应的运行时类的对象(重点) o可以获取对象的运行时类的完整结构（属性、方法、构造器、内部类、、、）（理解） o调用对应的运行时类的指定的结构（属性、方法）（重点） 在反射以前，如何创建一个类的对象，并调用其中的方法属性 Java反射机制是Java语言提供的一种强大的工具，它允许程序在运行时动态地获取类的信息以及对类的对象进行操作。在Java中，一切皆为对象，类也不例外。`java.lang.Class`类是反射的起点，它代表了Java运行时的类信息。当我们编写一个Java类并编译后，会生成对应的`.class`文件。Java虚拟机(JVM)的类加载器会加载这些`.class`文件到内存中，形成运行时类，每个运行时类只加载一次。一旦拥有`Class`的实例，我们就可以进行一系列的操作。 **一、反射概述** 1. `java.lang.Class`: 作为反射的源头，`Class`对象代表了在运行时的类信息。通过`Class`对象，我们可以获取到类的属性、方法、构造器等详细信息，并且可以动态地创建类的对象及调用其方法。 **二、如何获取`Class`的实例** 1. 调用运行时类本身的`.class`属性：例如`Class clazz = Person.class;` 2. 通过运行时类的对象获取：`Class clazz2 = p.getClass();`，其中`p`是`Person`类的一个实例。 3. 通过`Class`的静态方法`forName(String className)`：例如`Class clazz4 = Class.forName(className);` 4. 通过类的加载器获取：更复杂的情况，一般用于自定义类加载。 **三、创建运行时类对象** 1. 获取`Class`的实例后，可以通过`newInstance()`方法创建类的对象，这要求该类有无参构造器。 2. 如果类没有公开的无参构造器，可以通过`getDeclaredConstructor()`获取私有的构造器，并设置`accessible(true)`来访问，然后调用`newInstance()`。 **四、通过反射获取类的完整结构** 1. 获取运行时类的属性：`Field[] fields = clazz.getFields();`和`Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();` 2. 获取属性的各个部分：如访问权限、类型等。 3. 获取运行时类的方法：`Method[] methods = clazz.getMethods();`和`Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();` 4. 获取方法的各个部分：参数类型、返回类型、修饰符等。 5. 获取构造器：`Constructor<?>[] constructors = clazz.getConstructors();`和`Constructor<?>[] declaredConstructors = clazz.getDeclaredConstructors();` 6. 获取运行时类的父类：`Class<?> superClazz = clazz.getSuperclass();` 7. 获取带泛型的父类：通过方法或字段获取，因为泛型在运行时被擦除，所以只能通过方法签名或字段类型获取。 8. 获取父类的泛型：通过方法的`getGenericReturnType()`和`getGenericParameterTypes()`，或者字段的`getGenericType()`。 9. 获取实现的接口：`Class<?>[] interfaces = clazz.getInterfaces();` 10. 获取所在的包：`Package pkg = clazz.getPackage();` **五、调用运行时类的指定结构** 1. 调用运行时类指定的属性并赋值：通过`Field`对象的`set(Object obj, value)`方法。 2. 调用运行时类中指定的方法：`Method`对象的`invoke(Object obj, args[])`方法。 3. 调用指定的构造器创建类对象：`Constructor`对象的`newInstance(args[])`方法。 **六、ClassLoader** 1. JVM加载类文件的原理机制：类加载器首先检查类是否已被加载，如果没有，则通过类名找到对应的`.class`文件，读取字节码，转换为运行时数据结构，然后由类加载器实例化。 在实际开发中，反射机制常用于插件框架、动态代理、序列化、对象克隆、动态加载类等功能。然而，由于反射会破坏封装性，增加程序的复杂性和运行时性能开销，因此在使用时需要谨慎。