Java基础之反射技术相关知识总结

一、反射概念

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。

二、反射应用场景

1.几乎所有的框架都会用到反射

2.程序解耦合使用

3.代码更加的优雅

三、反射更多细节

1.Jdk中的位置: java.lang.reflect包下

2.获取字节码方式

// 通过类的全限定类名获取
Class<?> clazzA = Class.forName("com.open_source.demo.domain.Hero");
// 通过类直接获取
Class<Hero> clazzB = Hero.class;
// 通过实例化对象获取
Class<? extends Hero> clazzC = (new Hero()).getClass();
// 基本类型的包装类的type获取
Class<Byte> byteClazz = Byte.TYPE;
Class<Short> typeClazz = Short.TYPE;
Class<Integer> integerClazz = Integer.TYPE;
Class<Long> longClazz = Long.TYPE;
Class<Float> floatClazz = Float.TYPE;
Class<Double> doubleClazz = Double.TYPE;
Class<Character> characterClazz = Character.TYPE;
Class<Boolean> booleanClazz = Boolean.TYPE;

3.测试类Hero省略Setter和Getter以及toString方法其中包含无参构造和满参构造

package com.open_source.demo.domain;

/**
 * 英雄实体类
 *
 * @author: tyvek
 */
public class Hero {
    /**
     * 类型
     */
    private String type;
    /**
     * 姓名
     */
    private String name;
    /**
     * 战力
     */
    private Double CE;

    /**
     * 打印英雄属性
     *
     * @param hero 英雄对象
     */
    public void attrbute(Hero hero) {
        System.out.println(hero.getType() + ": " + hero.getName() + "输出伤害： " + hero.getCE());
    }

    /**
     * 为队友加油
     */
    public void fighting() {
        System.out.println("稳住 我们能赢");
    }

    /**
     * 向英雄发起进攻
     *
     * @param name 英雄名字
     */
    public void attack(String name) {
        System.out.println("准备向" + name + "发起进攻");
    }

    public Hero(String type, String name, Double CE) {
        this.type = type;
        this.name = name;
        this.CE = CE;
    }

    public Hero() {
    }
}

4.获取类的成员

获取类的构造函数

import java.util.StringJoiner;

/**
 * 反射测试类
 * @author: tyvek
 */
public class ReflectClient {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        // 通过类的全限定类名获取
        Class<?> clazzA = Class.forName("com.open_source.demo.domain.Hero");
        // 获取所有构造函数字节码
        Constructor<?>[] declaredConstructors = clazzA.getDeclaredConstructors();
        // 打印构造函数修饰符以及参数类型
        for (int i = 0; i < declaredConstructors.length; i++) {
            // 美化输出
            StringJoiner sj = new StringJoiner(", ","[","]");
            System.out.print("构造函数修饰符：" + Modifier.toString(declaredConstructors[i].getModifiers()) + "  参数类型：");
            Class<?>[] parameterTypes = declaredConstructors[i].getParameterTypes();
            for (int j = 0; j < parameterTypes.length; j++) {
                sj.add(parameterTypes[j].getName());
            }
            System.out.println(sj.toString());
        }
    }
}
// 打印内容
构造函数修饰符：public  参数类型：[java.lang.String, java.lang.String, java.lang.Double]
构造函数修饰符：public  参数类型：[]

获取指定构造函数

// 通过类的全限定类名获取
Class<?> clazzA = Class.forName("com.open_source.demo.domain.Hero");
// 获取满参构造
Constructor<?> allArgsConstructor = clazzA.getDeclaredConstructor(String.class, String.class, Double.class);
// 获取无参构造
Constructor<?> noneArgConstructor = clazzA.getDeclaredConstructor();

调用构造函数

public class ReflectClient {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        // 通过类的全限定类名获取
        Class<?> clazzA = Class.forName("com.open_source.demo.domain.Hero");
        // 获取满参构造
        Constructor<?> allArgsConstructor = clazzA.getDeclaredConstructor(String.class, String.class, Double.class);
        // 获取无参构造
        Constructor<?> noneArgConstructor = clazzA.getDeclaredConstructor();
        // 如果修饰符为private需要使用暴力反射
        // noneArgConstructor.setAccessible(true);
        Hero hero = (Hero) noneArgConstructor.newInstance();
        hero.setType("射手");
        hero.setName("后裔");
        hero.setCE(1000.0);
        System.out.println(hero);
        Hero heroAll = (Hero) allArgsConstructor.newInstance("法师", "诸葛亮", 1000.1);
        heroAll.attrbute(heroAll);
    }
}
// 控制台输出
Hero{type='射手', name='后裔', CE=1000.0}
法师: 诸葛亮 输出伤害： 1000.1

获取成员方法

public class ReflectClient {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        // 通过类的全限定类名获取
        Class<?> clazzA = Class.forName("com.open_source.demo.domain.Hero");
        // 获取无参构造
        Constructor<?> noneArgConstructor = clazzA.getDeclaredConstructor();
        Hero hero = (Hero) noneArgConstructor.newInstance();
        // 获取所有成员方法
        Method[] declaredMethods = clazzA.getDeclaredMethods();
        for (int i = 0; i < declaredMethods.length; i++) {
            StringJoiner sj = new StringJoiner(",", "[", "]");
            System.out.print("方法名称：" + declaredMethods[i].getName() + " 方法参数: ");
            Class<?>[] parameterTypes = declaredMethods[i].getParameterTypes();
            for (int j = 0; j < parameterTypes.length; j++) {
                sj.add(parameterTypes[j].getName());
            }
            System.out.println(sj.toString());
        }
    }
}
// 控制台输出
方法名称：attrbute 方法参数: [com.open_source.demo.domain.Hero]
方法名称：attack 方法参数: [java.lang.String]
set和get省略

方法调用

// 获取attack字节码对象
Method attackMethod = clazzA.getDeclaredMethod("attack", String.class);
// 如果修饰符为private同样需要使用暴力反射
attackMethod.invoke(hero,"周瑜");
// 控制台输出
准备向周瑜发起进攻

获取所有的成员属性

public class ReflectClient {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        // 通过类的全限定类名获取
        Class<?> clazzA = Class.forName("com.open_source.demo.domain.Hero");
        // 获取所有成员属性
        Field[] declaredFields = clazzA.getDeclaredFields();
        Stream.of(declaredFields).forEach(System.out::println);
    }
}
// 控制台输出
private java.lang.String com.open_source.demo.domain.Hero.type
private java.lang.String com.open_source.demo.domain.Hero.name
private java.lang.Double com.open_source.demo.domain.Hero.CE

获取父类的字节码

// 通过类的全限定类名获取
Class<?> clazzA = Class.forName("com.open_source.demo.domain.Hero").getSuperclass();

反射工具类

package com.open_source.demo.support;

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import java.math.BigDecimal;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Date;
import java.util.List;

/**
 * @author: tyvek
 * 反射工具类
 */
public class ReflectSupport {
    private ReflectSupport(){};

    /**
     * 获取字段对应值，并转为String类型，空值返回空字符串
     * @param fieldName
     * @param obj
     * @return
     */
    public static synchronized String getStringValue(String fieldName,Object obj) throws  ReflectiveOperationException{
        Object objectValue = getValueByGetter(fieldName,obj);
        if (objectValue == null){
            return "";
        }
        String result = objectValue.toString();
        //如果类型为BigDecimal,去掉末尾的0
        if (objectValue instanceof BigDecimal){
            BigDecimal value = (BigDecimal) objectValue;
            value = value.stripTrailingZeros();
            result = value.toPlainString();
        }else if (objectValue instanceof Date){
            SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
            result = sdf.format((Date)objectValue).replace(" 00:00:00", "");
        }

        return result.trim();
    }

    public static Object getValueByGetter (String fieldName,Object obj) throws ReflectiveOperationException {
        Method getter = getGetter(fieldName, obj.getClass());
        if (getter != null){
            return getter.invoke(obj);
        }

        return null;
    }

    public static Object setValueBySetter (String fieldName,Object obj) throws ReflectiveOperationException {
        Method setter = getSetter(fieldName, obj.getClass());
        if (setter == null){
            throw new ReflectiveOperationException("没有set方法");
        }

        return setter.invoke(obj);
    }

    /**
     * 获取get方法
     * @param fieldName
     * @param cls
     * @return
     */
    public static Method getGetter(String fieldName,Class<?> cls){
        for (Method method : cls.getMethods()) {
            if (method.getName().equalsIgnoreCase("get".concat(fieldName)) && method.getParameterTypes().length == 0){
                return  method;
            }
        }
        return null;
    }

    /**
     * 获取set方法
     * @param fieldName
     * @param cls
     * @return
     */
    public static Method getSetter(String fieldName,Class<?> cls){
        for (Method method : cls.getMethods()) {
            if (method.getName().equalsIgnoreCase("set".concat(fieldName)) && method.getParameterTypes().length == 0){
                return  method;
            }
        }
        return null;
    }

    /**
     * 通过属性名获取Field对象
     * @param fieldName
     * @param cls
     * @return
     */
    public static synchronized Field getFieldByName(String fieldName,Class<?> cls){
        Field[] fields =cls.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields){
            if (field.getName().equals(fieldName)){
                return field;
            }
        }

        if (cls.getSuperclass() != null){
            return getFieldByName(fieldName,cls.getSuperclass());
        }

        return null;
    }

    /**
     * 通过对象.class获取所有Fields，包括父类
     * @param cls
     * @return
     */
    public static List<Field> listFields(Class<?> cls){
        Field[] fs = cls.getDeclaredFields();
        List<Field> fields = new ArrayList<>(Arrays.asList(fs));
        if (cls.getSuperclass() !=null){
            fields.addAll(listFields(cls.getSuperclass()));
        }
        return fields;
    }

    public static  boolean fieldExist(String fieldName,Class<?> cls){
        return getFieldByName(fieldName, cls) !=null;
    }
}

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