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2021
10-29

java上乘武功入门--反射

先来看一段魔法吧

public class Test {
    private static void changeStrValue(String str, char[] value) {
    	// 只要执行魔法代码就可以达到下面的效果
        // 施展魔法的代码稍后揭秘
    }
    public static void main(String[] args) {
        changeStrValue("abc", new char[]{'d','e','f'});
        String abc = "abc";
        System.out.println("abc");
        System.out.println(abc);
        System.out.println("abc".equals(abc));
    }
}

在这里插入图片描述

二当家的第一次看到这个执行结果觉得很有意思。明明应该是"abc"怎么就变成了"def"呢？

反射机制是个什么玩意儿？

Java的反射（reflection）机制是指在程序的运行状态中，可以构造任意一个类的对象，可以了解任意一个对象所属的类，可以了解任意一个类的成员变量和方法，可以调用任意一个对象的属性和方法。这种动态获取程序信息以及动态调用对象的功能称为Java语言的反射机制。反射被视为动态语言的关键。

以上就是百科的解释。可能有点抽象，接着看二当家的给你秀起来解释一下。

构造任意一个类的对象

一般情况下，我们如果想要创建一个类的对象，应该要用到new关键字。但是像spring这样的框架，我们只需要配置类名，就可以得到类的实例。他是怎么做到的呢？

import java.util.List;
public class Test {
    /**
     * 根据类名取得类实例
     * @author 二当家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/
     * @param className
     * @param <T>
     * @return
     * @throws InstantiationException
     * @throws IllegalAccessException
     * @throws ClassNotFoundException
     */
    public static <T> T getInstance(String className) throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
        Class<T> clazz = (Class<T>) Class.forName(className);
        return clazz.newInstance();
    }
    public static void main(String[] args) throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
        List<String> list = getInstance("java.util.ArrayList");
        list.add("abc");
        list.add("def");
        for (String v : list) {
            System.out.println(v);
        }
    }
}

类名可以在程序运行中从配置文件获取，甚至是从网络获取，然后动态创建一个类的实例。

了解任意一个对象所属的类

import java.util.ArrayList;
public class Test {
     /**
     * 打印对象的类名
     * @author 二当家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/
     * @param o
     */
    public static void printClass(Object o) {
        System.out.printf(o.getClass().getName());
    }
    public static void main(String[] args) {
        printClass(new ArrayList<>());
    }
}

在这里插入图片描述

了解任意一个类的成员变量和方法

我们一般要使用一个类，先要知道有什么方法和属性，先了解，后使用。但是像spring那样的框架为什么可以为我们自动注入呢？他怎么知道我们一个对象里有什么属性呢？

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
public class Test {
    /**
     * 打印类的属性
     * @author 二当家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/
     * @param clazz
     */
    public static void printFields(Class clazz) {
        System.out.println(clazz.getName() + "包含如下属性：");
        for (Field f : clazz.getDeclaredFields()) {
            System.out.println(f);
        }
    }
    /**
     * 打印类的方法
     * @author 二当家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/
     * @param clazz
     */
    public static void printMethods(Class clazz) {
        System.out.println(clazz.getName() + "包含如下方法：");
        for (Method m : clazz.getDeclaredMethods()) {
            System.out.println(m);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        printFields(MyClass.class);
        printMethods(MyClass.class);
    }
}
class MyClass {
    private String name;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

在这里插入图片描述

调用任意一个对象的属性和方法

像spring这样的框架，即使一个属性是私有属性并且没有set方法，一样可以注入。

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
public class Test {
    /**
     * 调用一个对象的方法
     * @author 二当家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/
     * @param o
     * @param methodName
     * @throws NoSuchMethodException
     * @throws InvocationTargetException
     * @throws IllegalAccessException
     */
    public static void callMethod(Object o, String methodName) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        Method m = o.getClass().getDeclaredMethod(methodName);
        m.setAccessible(true);
        m.invoke(o);
    }
    /**
     * 修改一个对象的属性
     * @author 二当家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/
     * @param o
     * @param fieldName
     * @param value
     * @throws IllegalAccessException
     */
    public static void changeFieldValue(Object o, String fieldName, Object value) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        Field f = o.getClass().getDeclaredField(fieldName);
        f.setAccessible(true);
        f.set(o, value);
    }
    public static void main(String[] args) throws InvocationTargetException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, NoSuchFieldException {
        MyClass o = new MyClass();
        // 修改任意属性，即使是私有的
        changeFieldValue(o, "name", "二当家的白帽子");
        // 调用任意方法，即使是私有的
        callMethod(o, "printName");
    }
}
class MyClass {
	// 私有属性，只可以调用set方法修改
    private String name;
    private void printName() {
        // 私有方法，只有本类自己的实例可以调用
        System.out.println("My name is " + name);
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

在这里插入图片描述

魔法揭秘

是时候揭秘魔法的真面目了，没错，也是利用了反射。

import java.lang.reflect.Field;
public class Test {
    /**
     * 修改字符串内部的值
     * @author 二当家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/
     * @param str
     * @param value
     */
    private static void changeStrValue(String str, char[] value) {
        try {
            Field f = str.getClass().getDeclaredField("value");
            f.setAccessible(true);
            f.set(str, value);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        changeStrValue("abc", new char[]{'d','e','f'});
        // 这里的"abc"字符串和上面调用changeStrValue的参数"abc"会指向同一块内存
        String abc = "abc";
        System.out.println("abc");
        System.out.println(abc);
        System.out.println("abc".equals(abc));
    }
}

要理解这段代码，除了反射机制还需要了解java对于字符串的处理。"字符串常量池"已经超出本文的范围，是另一个话题，本文就不多说了。

原本字符串内容是"abc"，我们正常情况下无法修改这个内容，因为String是不变类。但是反射大法却可以打破一切禁忌。

总结

一般的程序可能用不到写反射的代码。但是像spring这样的框架，如果没有反射，我真的想不出如何实现呢。哪怕永远不需要用反射，了解机制对我们都有着莫大的好处。

本篇文章就到这里了，希望能给你带来帮助，也希望您能够多多关注自学编程网的更多内容！

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