如果您曾經問??過自己以下問題：
–“如何在字符串中僅包含其名稱的方法調用？”
–“如何動態列出類中的所有屬性？”
–“如何編寫一種將任何給定對象的狀態重置為默認值的方法？”

然后您可能已經聽說過Java的Reflection API，如果您還沒有聽說過，這是一個很好的機會，了解它的全部含義以及可用于什么。 此功能確實功能強大，但一如既往必須使用一些良好的判斷力。

它為表帶來的好處是能夠分析有關類的信息，包括其屬性，方法，注釋，甚至實例的狀態，所有這些都可以在運行時進行。 由此獲得的動力聽起來真的很有用，不是嗎？

在本教程中，我打算展示Reflection API的一些基本用法。 可以做什么，不應該做什么，優缺點。

所以……可以嗎？

起點，

使用Reflection時最重要的事情之一就是知道從哪里開始，知道什么類別可以讓我們訪問所有這些信息。 答案是： java.lang.Class <T>

假設我們有以下課程：

package com.pkg;public class MyClass{private int number;private String text;}

我們可以通過3種不同的方式獲得Class的引用。 直接從類，名稱或實例開始：

Class<?> clazz1 = MyClass.class; Class<?> clazz2 = Class.forName("com.pkg.MyClass");MyClass instance = new MyClass(); Class<?> clazz3 = instance.getClass();

提示 ： 這里我們看到一個重要的細節。 通常，將Class實例的標識符命名為clazz或clz之類的名稱，這似乎很奇怪，但這只是因為class已經是Java語言中的保留字。

從類的參考中，我們可以瀏覽所有內容，找出它的成員，注釋，甚至是包或ClassLoader，但是稍后我們將更詳細地介紹所有這些，因此現在讓我們集中討論方法給我們有關班級本身的信息：

int getModifiers（）	返回int內的類或接口的修飾符，要確切找出要應用的修飾符，我們應該使用Modifier類提供的靜態方法
布爾 isArray（）	確定該類是否表示一個數組
boolean isEnum（）	確定該類是否在源代碼中聲明為枚舉
boolean isInstance（Object obj）	如果可以將通知對象分配給此Class表示的類型的對象，則返回true
boolean isInterface（）	確定該類是否表示一個接口
boolean isPrimitive（）	確定該類是否表示原始類型
T newInstance（）	創建此類的新實例
類<？ 超級 T> getSuperclass（）	返回超類的引用，以防在Object類中被調用，它返回null

您可以直接在類文檔中看到這些方法以及許多其他方法的完整定義。

提示 ： 要成功使用Modifier類中的方法，必須具有一些按位運算的基本知識，在這種情況下最常見的是AND運算。

屬性，

字段表示類的屬性，就這么簡單。 通過此類，我們可以獲得有關它們的信息，但是在此之前，我們如何獲得對Field的引用？

在Class類內部，我們有幾種不同的方法可以返回類的字段，作為破壞者，我已經說過， 方法和構造函數都具有等效的方法，但讓我們首先關注屬性 。

關于如何找到類的成員，我們有一些“重要的要記住”的事情，我將首先介紹方法，然后詳細說明這些細節。

字段getField（字符串名稱）	返回反映給定名稱的類的public屬性的Field 。
Field [] getFields（）	返回反映該類的公共屬性的字段數組。
字段getDeclaredField（字符串名稱）	返回反映給定名稱的類的聲明屬性的Field 。
Field [] getDeclaredFields（）	返回反映該類的聲明屬性的字段數組。

好吧，好像我們有兩組非常相似的方法，而且確實如此。 它們之間的差異是微妙的，并且很少有人知道它們。

getField和getFields方法僅返回類的公共屬性。 它以某種方式更清潔，因為我們并不總是希望（而且很多時候不應該）與內部屬性混為一談。 這樣做的好處是，它仍然在超類中搜索屬性， 沿著層次結構向上移動 ，這對我們來說很方便，但是同樣，超類中的屬性必須是公開的才能被找到。

現在， getDeclaredField和getDeclaredFields方法不是很干凈，因為它們的任何聲明屬性都是有效的，可以是私有的，受保護的或其他任何屬性。 因此，與普遍看法相反，通過反射訪問私有成員并不那么復雜。 另一個不同之處在于，它們不搜索超類的屬性，因此它們完全忽略了繼承層次結構 。

讓我們舉例說明如何嘗試訪問類內的屬性，以說明上述方法的使用以及Field類提供的其他方法。 以我們之前定義的MyClass類為例，假設我們想知道某個實例的text屬性中包含的值。

MyClass instance = new MyClass(); instance.setText("Reflective Extraction"); Class<?> clazz = instance.getClass(); Field field = clazz.getDeclaredField("text"); // Accessing private attribute Object value = field.get(instance); System.out.println(value);

提示 ： 首先使用get方法可能會造成混淆，但這很簡單。 手中有一個字段，您將發送您要從中提取值作為參數的目標實例。 必須記住，該字段與類相關，而不與實例相關，因此，如果屬性不是靜態的，則需要一個具體的實例，以便可以提取值。 如果我們在談論靜態屬性，則可以傳遞任何類型的任何實例，甚至可以傳遞null作為參數。

好的，我們使用getDeclaredField方法訪問屬性，傳遞字段的名稱，并使用get方法檢索其當前值。 完成了吧？

錯誤。 當我們運行代碼時，我們看到拋出了一個異常，更具體地說是IllegalAccessException ，這不僅是因為我們擁有該字段的引用，而且可以根據自己的意愿對其進行操作，但還有一種解決方法。

Field的超類是AccessibleObject類，它也是Method和Constructor的超類，因此此說明對3中的任何一個都有效。

AccessibleObject類定義2個主要方法： setAccessible（ boolean ）和isAccessible（） ，它們基本上定義了屬性是否可訪問。 在我們的例子中，私有屬性是永遠無法訪問的，除非您位于同一類之內，在這種情況下，您可以毫無問題地訪問它們。 因此，我們要做的就是將文本配置為可訪問。

MyClass instance = new MyClass(); instance.setText("Reflective Extraction"); Class<?> clazz = instance.getClass(); Field field = clazz.getDeclaredField("text"); // Accessing private attribute field.setAccessible(true); // Setting as accessible Object value = field.get(instance); System.out.println(value);

然后我們就可以輕松打印出我們的價值

提示 ： AccessibleObject類具有便捷的靜態方法，也稱為setAccessible，但它接收AccessibleObject和boolean標志的數組。 此方法可用于一次性設置多個字段，方法或構造函數。 如果要將一個類中的所有屬性都設置為可訪問，則可以執行以下操作：

MyClass instance = new MyClass(); Class<?> clazz = instance.getClass(); Field[] fields = clazz.getDeclaredFields(); AccessibleObject.setAccessible(fields, true);

同樣，我們可以從屬性中提取值，也可以分配一個值。 我們使用set方法做??到這一點。 調用它時，我們需要通知我們要修改的實例以及要設置為相應屬性的值。

MyClass instance = new MyClass(); Class<?> clazz = instance.getClass(); Field field = clazz.getDeclaredField("text"); field.setAccessible(true); field.set(instance, "Reflective attribution"); System.out.println(instance.getText());

動作，

在開始實際方法之前，我想強調一下，正如我之前說的，它與Field和Constructor類非常相似，因此這3種可以通過類引用以相同的方式獲得，這意味著我們有一個getDeclaredField方法，我們還有一個getDeclaredMethod和getDeclaredConstructor （其他方法也是如此）。 因此，它們的工作方式完全相同，因此，再次解釋它們將毫無意義且浪費時間。

那么，讓我們開始吧，如何使用反射調用方法？

一個方法不像一個屬性，僅靠它的名字是不夠的，因為我們可以有許多不同的方法使用相同的名字，這被稱為重載。 因此，要獲取特定方法，我們需要告知其名稱以及所接收到的參數列表。 假設我們的類具有以下描述的方法：

public void print(String text){System.out.println(text); }public void printHelloWorld(){System.out.println("Hello World"); }public int sum(int[] values){int sum = 0;for(int n : values){sum += n;}return sum; }

為了獲得對這些方法的引用，按照在示例中聲明它們的順序，我們可以這樣做：

MyClass instance = new MyClass(); Class<?> clazz = instance.getClass(); Method print = clazz.getMethod("print", String.class); Method printHelloWorld = clazz.getMethod("printHelloWorld"); Method sum = clazz.getMethod("sum", int[].class);

為了調用它們，我們使用invoke方法（巧合？ ）

該方法的簽名是這樣的：

Object invoke(Object obj, Object... args)

這意味著，我們需要告知將在其上調用該方法的實例（目標）以及需要傳遞給它的參數（如果有）。 除此之外，它還返回一個Object ，這將是方法的返回值，無論它是什么。 如果該方法不返回任何內容（ void ），則調用invoke將返回null 。

對于上面的3個方法引用，調用將如下所示：

print.invoke(instance, "I'm Mr. Reflection by now"); printHelloWorld.invoke(instance); int sumValue = (int) sum.invoke(instance, new int[]{1, 4, 10}); System.out.println(sumValue);

提示： 同樣，如果我們使用靜態方法，則不必傳遞有效實例，我們可以這樣做：

staticMethod.invoke(null);

通用參數呢？

好了，在這種情況下，我們需要對語言有所了解，然后才能調用它們。 有必要知道通用類型僅在編譯時存在，并且當Reflection在運行時運行時，通用類型不再存在，所有這些都歸因于一個名為Type Erasure的功能，該功能是為了保持與先前Java版本的向后兼容性而創建的。

接收通用參數的方法很可能會接收Object ，但是還有另一種可能性。 如果您聲明這樣的通用類型： <T extended CharSequence> ，則運行時方法可能會收到CharSequence ，因為它是最具體的類型，仍然保持通用，因此對于此方法：

public print(T sequence){System.out.println(sequence) }

反射調用可能如下所示：

Method print = clazz.getMethod(print, CharSequence.class); print.invoke(instance);

創建實例

眾所周知，即使構造函數的用法非常相似，它也不是方法。 就像我們正在調用方法一樣，但是后面帶有new關鍵字，并且僅當我們要創建類的新實例時才調用它。 在用法上的相似之處導致在反射方面的操作相似。 碰巧的是，我們將使用newInstance方法，而不是使用invoke，但有一些區別。

我們正在創建一個實例，因此沒有實例與構造函數相關聯，因此我們不傳遞任何實例參數。 但是，正如我們對“ 方法 ”所做的那樣，passamos會列出一個論據列表。

Class <T>也具有newInstance方法，但是僅當我們的類具有可訪問的構造函數而沒有參數時，它才有用。如果沒有任何構造函數，則需要直接引用我們的Constructor <T> 。 讓我們在示例類中定義一些構造函數：

public class MyClass{private String text;private int number;public MyClass(){}public MyClass(String text){this.text = text;}public MyClass(String text, int number){this.text = text;this.number = number;}}

現在，讓我們使用反射來獲取它們中的每個：

Class clazz = MyClass.class; Constructor c1 = clazz.getConstructor(); Constructor c2 = clazz.getConstructor(String.class); Constructor c3 = clazz.getConstructor(String.class, int.class);

現在讓我們創建3個實例，每個構造函數引用一個：

MyClass instance1 = c1.newInstance(); MyClass instance2 = c2.newInstance("text"); MyClass instance3 = c3.newInstance("other text", 1);

到此為止，我們可以看到我們幾乎可以以任何想要的方式操縱一個類，列出它的屬性，獲取對方法的引用，更改它的狀態，讀取信息，但是我們仍然缺少一件事，我認為這也是很酷，更不用說

元數據，

當需要檢查與注釋有關的信息時，可以使用AnnotatedElement接口提供的方法。 僅供參考 ：實現這些方法的層次結構中的第一個類是AccessibleObject ，因此所有子類都可以訪問它們。

使用注釋，我們可以定義有關類，屬性和/或方法的信息，而無需實際編寫任何執行代碼。 批注將在另一時間處理，以使開發更加容易。 因此，讓我們開始寫一個小例子：

我們創建了1個名為@NotNull的注釋，并且每當對屬性進行注釋時，它就無法保存值null。 讓我們看一下代碼：

public class MyClass{@NotNullprivate String text;}

好的，因此我們為文本屬性定義了此特征，但是如何有效地驗證此規則？ 使用我們的Validator類，如下所示：

public class Validator{public static void validate(Object target) throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException{Class<?> clazz = target.getClass();Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();for (Field field : fields){validateField(field, target);}}private static void validateField(Field field, Object target) throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException{field.setAccessible(true);Object value = field.get(target);if (field.isAnnotationPresent(NotNull.class)){if (value == null)throw new IllegalArgumentException("This attribute cannot be null");}} }

因此，當我們驗證對象時，我們可以使用此批注為我們工作，驗證器將對其進行檢查，將代碼保存在單個位置，從而使其更易于維護。 在代碼的某些點上，我們將有一個這樣的調用：

Validator.validate(myClassInstance);

我們完成了。 在開發框架時，該技術被廣泛使用，通常您只需查看文檔以查看每個注釋會做什么，并相應地使用它們。

缺點，為什么我不應該使用反射？

我相信很明顯，在某些情況下使用反射會給我們帶來很多好處和便利，但是眾所周知，當我們擁有的只是一把錘子時，任何問題都像釘子一樣，所以不要全神貫注地思考如何使用反射解決所有問題，因為它有缺點：

• 性能開銷 ：使用反射時，JVM需要做大量工作來獲取我們需要的所有信息，進行動態調用以及所有這些操作，因此這在處理時間上要付出一定的成本。
• 運行時安全性 ：為了運行反射代碼，必須在虛擬機內部擁有一定級別的權限，并且您可能并非一直如此，因此在考慮使用它時請記住這一點。
• 模型安全性 ：出于某種原因，我們的屬性具有不同的可見性，對嗎？ 并且反射可以完全忽略它們，無論做什么，都可能在封裝中引起一些警報。

基本規則是：僅在沒有其他替代方法時才使用反射。 如果您可以做一些事而無需反思，您可能應該這樣做。 您應該根據具體情況進行分析。

可以在Oracle教程中獲得更多信息。

我知道談論“反射”時還有其他功能，例如“ 代理” ，但是它們更加高級和復雜。 我可能會在以后的文章中寫到它們，但這超出了本文的范圍，因為它僅是作為該主題的介紹或對已經知道這一點的人員的復習，因此提出了高級主題弊大于利。

希望大家喜歡，下次再見！

參考：來自Rodrigo Sasaki博客博客的JCG合作伙伴 Rodrigo Sasaki的Java反射API 。

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2013/07/javas-reflection-api.html

創作挑戰賽新人創作獎勵來咯，堅持創作打卡瓜分現金大獎

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java的反射API的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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