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Java十分鐘精通反射機制原理

2022-03-10 16:00:31

什麼是反射?

反射機制是在執行狀態中,它為Java提供一種「操作物件」的能力,在執行狀態下,通過Class檔案物件,可以呼叫到任何類裡面的屬性、方法、以及構造方法,包括私有的,所有的類在反射機制面前都是透明的

自己的概括:通過Class檔案物件可以看到這個類裡面的所有東西,並且可以使用和修改

反射的前提是獲取Class檔案物件((位元組碼物件),那麼一共有三種方式獲取:

  • Class.forName(「全類名」) ----通過Class類的靜態方法(最常用)
  • 類名.class
  • 物件.getClass()
//方式1:獲取位元組碼物件,Class.forName("全類名")
Class cla1 = Class.forName("Study01.Person");

//方式2: 類名.Class
Class cla2 = Person.class;

//方式3:物件.getClass();
Person per = new Person();
Class cla3 = per.getClass();

//這三個class物件都是由Person這個類生成的
//那麼我們看一下這三個位元組碼物件是不是同一個:

System.out.println(cla1==cla2);
System.out.println(cla2==cla3);

//輸出結果: 兩個true

結論:

  • 位元組碼物件在類載入的時候就產生,並且只有一個
  • 無論哪種方式獲取位元組碼物件都是同一個位元組碼物件

通過反射來獲取類中的屬性:

獲取到Class位元組碼物件後,我們就可以通過位元組碼物件來獲取到我們想要獲取的類的屬性、方法、構 造方法、以及private修飾的。

部分Class方法:(全部的可以查閱官方檔案) 查閱地址:https://docs.oracle.com/en/java/javase/17/docs/api/java.base/java/lang/Class.html

Demo演示:

1、建一個Person類,裡面有兩個public和兩個private的屬性(不設定構造和get/set,就是看反射能不能得到裡面的值)

public class Person {

    private String name;  //名字
    private int age = 18;   //年齡

    public int ID = 123;   //身份證
    public String Sex;  //性別

    @Override
    public String toString(){
        return "姓名"+name+"年齡:"+age+"ID:"+ID+"性別:"+Sex;
    }
}

測試類:

public class Test {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {

		//獲取Class檔案物件,用最常用的通過Class類的靜態方法
        Class per = Class.forName("Test01.Person"); //這裡是傳入全路徑!!從最外層的包名開始!
        //使用getFields()方法獲取全部被public修飾的屬性(方法上面的截圖有)
        //並且返回的是Field型別的陣列
        Field fields[] = per.getFields();
        for (Field field:fields) {
            System.out.println(field);
        }
    }
}

輸出:

我們成功的獲取到了Person類中全部public屬性

2、也可以獲取全部的屬性,包括私有的:(其他程式碼就不重寫啦)

 for (Field field : per.getDeclaredFields()) {
            System.out.println(field);
        }

輸出:

3、獲取公有的屬性,並且修改這個值:

	
	Field f = per.getField("Sex");
	System.out.println(f);
	
	//獲取一個物件:
	Object obj = per.getConstructor().newInstance();
	//修改值:
	f.set(obj,"男");
	Person p = (Person)obj;
	
	System.out.println(p.Sex);

輸出:

4、獲取私有的屬性,並且修改這個值: 這裡把上面修改公有屬性的值也連起來:

   
        Person p = (Person)obj;
        
        //獲取公有欄位並呼叫,並修改
        Field f = per.getField("Sex");
        //獲取一個物件:
        Object obj = per.getConstructor().newInstance();
        f.set(obj,"男");  //將Sex的屬性修改成了 男

        //呼叫私有的屬性,並修改
        f = per.getDeclaredField("name");
        //在存取私有的屬性的值之前,先要設定執行存取↓
        //在存取之前忽略存取許可權的檢查,叫暴力反射
        f.setAccessible(true);
        f.set(obj,"張三");
        System.out.println("Person裡面的資訊是:"+p.toString());
    }
}

輸出:

通過反射來獲取類中的方法(公有、私有、構造):

Person類:

public class Person {

    private String name;  //名字
    private int age = 18;   //年齡
    public int ID = 123;   //身份證
    public String Sex ;  //性別
    
    //構造:
    public Person() {}

    public Person(String name, int age, int ID, String sex) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.ID = ID;
        Sex = sex;
    }
    
    //無參公有方法:
    public void eat(){
        System.out.println("我會吃飯");
    }
    
    //有參公有方法:
    public void eat(String food){
        System.out.println("我在吃:"+food);
    }
    
    //有參私有方法
    private void  play(String name){
        System.out.println(name+"在玩");
    }
}

測試類:

public class Test {

    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {

        //獲取到Person以及父類別Object裡面的public方法:
        System.out.println("-----獲取到Person以及父類別Object裡面的public方法↓-----");
        for (Method method : Person.class.getMethods()) {
            System.out.println(method);
            System.out.println("方法名:"+ method.getName());
        }

        //獲取到Person裡面的方法,包括私有
        System.out.println("-----獲取到Person裡面的方法,包括私有↓-----");
        for (Method method:Person.class.getDeclaredMethods()) {
            System.out.println(method.getName()+"  ");
        }

        //按照方法名獲取到Person中的eat方法:
        System.out.println("-----根據方法名獲取到Person類中的eat方法↓-----");
        Method earMethod1 = Person.class.getMethod("eat");
        Person per = new Person();
        //通過invoke(Object,param...)來呼叫指定的方法
        earMethod1.invoke(per);

        //使用反射呼叫有參方法;
        System.out.println("-----使用反射呼叫有參方法(傳入引數)↓-----");
        Method earMethod2 = Person.class.getMethod("eat",String.class);
        earMethod2.invoke(per,"牛肉");

        //通過暴力反射獲取到私有的play方法:
        System.out.println("-----通過暴力反射獲取到私有的play方法傳入引數)↓-----");
        Method earMethod3 = Person.class.getDeclaredMethod("play", String.class);
        //在存取私有的屬性的方法之前,先要設定執行存取
        earMethod3.setAccessible(true);
        earMethod3.invoke(per,"小王");

    }

輸出:

-----獲取到Person以及父類別Object裡面的public方法↓-----
public void Test02.Person.eat(java.lang.String)
方法名:eat
public void Test02.Person.eat()
方法名:eat
public final void java.lang.Object.wait() throws java.lang.InterruptedException
方法名:wait
public final void java.lang.Object.wait(long,int) throws java.lang.InterruptedException
方法名:wait
public final native void java.lang.Object.wait(long) throws java.lang.InterruptedException
方法名:wait
public boolean java.lang.Object.equals(java.lang.Object)
方法名:equals
public java.lang.String java.lang.Object.toString()
方法名:toString
public native int java.lang.Object.hashCode()
方法名:hashCode
public final native java.lang.Class java.lang.Object.getClass()
方法名:getClass
public final native void java.lang.Object.notify()
方法名:notify
public final native void java.lang.Object.notifyAll()
方法名:notifyAll

小結:

以上就是小應學長對反射的理解和方法的應用(當然還有很多方法,這裡就不一一舉例,大家可以檢視官網檔案和其他技術部落格開學習),其實我剛開始接觸反射的時候也很難理解反射的概念,也是通過大量的視訊和檢視其他的部落格來結合每個人的見解,這篇文章也有很多不足之處,歡迎大家批評指正,一起共同進步。

當然反射也有缺點(查閱其他部落格的知識):

  • 效能問題: 使用反射基本上是一種解釋操作,用於欄位和方法接入時要遠慢於直接程式碼。因此Java反射機制主要應用在對靈活性和擴充套件性要求很高的系統框架上,普通程式不建議使用。
  • 反射會模糊程式內部邏輯:一般開發人員希望在原始碼中看到程式內部的邏輯,反射等繞過了原始碼的技術,因而會帶來維護問題。其實反射程式碼比直接的程式碼更復雜。

到此這篇關於Java十分鐘精通反射機制原理的文章就介紹到這了,更多相關Java 反射機制內容請搜尋it145.com以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以後多多支援it145.com!


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