理解Java反射机制和内省机制应用与实践

1. 反射的基本概念

1.1 什么是反射？

简单理解，类只要运行，就一定会有.class文件，只要获取到这个字节码文件，就可以通过反射机制获取到类中的信息（对象、方法Method、字段Field、构造器Constructor······）

反射API（位于java.lang.reflect包）就是通过操作这个Class对象来获取和操作上述信息的。

1.2 类加载与Class对象关系图

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编译

类加载器加载

提供访问入口

动态操作

源代码 .java 文件

字节码 .class 文件

JVM 方法区

为每个类创建唯一的 Class 对象

反射 APIClass, Method, Field, Constructor

运行时对象实例

1.3 反射能做什么？

2. 反射核心API详解

反射的核心API主要包含以下几个类：

2.1 获取Class类对象

获取Class对象的三种常用方式：(这里提前创建了一个学生类Student，通过三种方式，分别调用下Class类对象)

//Student实体类
package cn.test.domain;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;

@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
@Data
public class Student {

private String name;
private int age;
private String sex;

public static void show(){
System.out.println("static方法");
}

public static int show(int a){
System.out.println("static方法-有返回值");
return ++a;
}
}

//获取Class对象的三种方式
public void getClassObject() throws ClassNotFoundException {
//三种方式获取到的Class对象是同一个对象
//Class.forName
Class cl1 = Class.forName("cn.test.domain.Student");
//.getClass()
Student s = new Student();
Class cl2 = s.getClass();
//.class
Class cl3 = Student.class;
}

2.2 获取Constructor构造器对象

用于获取构造方法创建对象实例。

public void getConstructor() throws Exception {
Class cl = Student.class;
//获取全部构造器
Constructor[] cons = cl.getConstructors();
//System.out.println(Arrays.toString(cons));
//获取全部构造器并忽略访问权限
Constructor[] cons1 = cl.getDeclaredConstructors();
System.out.println(Arrays.toString(cons1));

//获取传参为String类型的构造器
Constructor con1 = cl.getDeclaredConstructor(String.class);
//获取无参构造器
Constructor con3 = cl.getConstructor();
//传参Class… 可变参数 入参个数：0-无穷多个
Constructor con2 = cl.getConstructor(String.class, int.class,String.class);
}

2.3 通过构造器构造对象

//通过构造器 构造对象
public void createConstructor() throws Exception{
//通过泛型，不需要强转
Class<Student> cl = Student.class;
Constructor<Student> con2 = cl.getConstructor(String.class, int.class,String.class);
//newInstance()构造对象方法
Student o = con2.newInstance("aa", 12, "s");
//System.out.println(o.toString());
}

//通过无参构造器 构造对象
@Test
public void createConstructorNoArgs() throws Exception{
Class cl = Student.class;
Constructor con2 = cl.getConstructor();
//没有定义泛型，进行强转
Student o = (Student) con2.newInstance();
//通过默认的无参构造器直接构造对象
Student o1 = (Student)cl.newInstance();
System.out.println(o.toString());
}

2.4 获取Method方法

用于获取和调用类的方法。

@Test
public void getMethod() throws Exception{
Class cl = Class.forName("cn.test.domain.Student");
//获取所有public修饰的方法，包括父类的
Method[] methods = cl.getMethods();
for (Method method : methods) {
System.out.println(method);
}
System.out.println("———————-");
//获取所有方法，包括private修饰的，不包括父类的
Method[] methods1 = cl.getDeclaredMethods();
System.out.println(Arrays.toString(methods1));
//获取指定方法 public修饰
Method m1 = cl.getMethod("getName");
Method m2 = cl.getMethod("setName",String.class);
//获取指定方法 父类继承的
Method m3 = cl.getMethod("wait");
//获取指定方法 private修饰
Method getSex = cl.getDeclaredMethod("getSex");
Method setSex = cl.getDeclaredMethod("setSex",String.class);
}

2.5 调用成员方法

@Test
public void methodUse() throws Exception{
Class cl = Class.forName("cn.test.domain.Student");
Method show = cl.getMethod("show");
/*
*调用方法的方法：
*Object invoke (Object obj,Object… args);
*开头的Object 应用为调用原始方式之后的返回值
*参数中的Object obj 表示方法应用在哪个对象上
*如果是 static 修饰的方法 这个参数 可以 传递
null 值 也可以传递对象
*第二个参数：Object… args : 调用方法的时候传递的实际
参数
*/
Object invoke = show.invoke(null);
//无返回值 显示为null
System.out.println(invoke);
System.out.println("———–");
Method show1 = cl.getMethod("show", int.class);
Object invoke1 = show1.invoke(null, 1);
System.out.println(invoke1);
}

//调用private修饰的方法，需要将字段权限开启，才可以进行赋值操作
@Test
public void getField() throws Exception{
Class cl = Class.forName("cn.test.domain.Student");
Field name = cl.getDeclaredField("name");
//name是private修饰的，将字段的权限调整为true
name.setAccessible(true);
Student s = new Student();
//相当于对象.字段 = 值；
name.set(s,"zz");
System.out.println(s);
}

字段一般不使用反射操作，如果操作成员字段一般使用内省机制，核心类为Introspector类

3.Java中的内省机制

3.1 内省机制概念

内省机制是Java语言对Bean类属性、事件的一种缺省处理方法，可以理解为是对操作属性的详细描述，核心类是Introspector类

3.2 内省机制常用API

3.2.1 范围查询Bean

3.2.2 获取属性详细描述（通过BeanInfo）

3.2.3 获取属性描述器

3.2.4 通过对象描述器获取（属性名、属性类型、get方法、set方法）

public void testIntro() throws Exception {
//查询Student类
BeanInfo beanInfo = Introspector.getBeanInfo(Student.class, Object.class);
//获取属性描述器
PropertyDescriptor[] pds = beanInfo.getPropertyDescriptors();
Student stu = Student.class.newInstance();

for (PropertyDescriptor pd : pds) {
//通过对象描述器获取（属性名、属性类型、get方法、set方法）
String name = pd.getName();
System.out.println("属性名：："+name);
System.out.println("属性数据类型：："+pd.getPropertyType());
System.out.println("属性get方法：："+pd.getReadMethod());
System.out.println("属性set方法：："+pd.getWriteMethod());
//如果属性为name，进行赋值
if (name.equals("name")) {
stu.setName("pl");
}
}
System.out.println(stu);
}

3.3 JavaBean与Map相互转换

两种类型可以相互转换，都是K-V形式存储

3.3.1 JavaBean转为Map

public void javaBeanToMap() throws Exception {
//先实例化对象，并进行赋值，可以使用全参构造器直接传参，或是无参构造器后赋值
Student stu = new Student("aa",20,"1");
// stu.setName("aa");
// stu.setAge(20);
// stu.setSex("1");
//用来存放转换后的数据
Map<String,Object> map = new HashMap<>();
//获取到Student类
BeanInfo beanInfo = Introspector.getBeanInfo(Student.class, Object.class);
//获取类属性的详细描述
PropertyDescriptor[] pds = beanInfo.getPropertyDescriptors();
//通过描述器对象获取
for (PropertyDescriptor pd : pds) {
//没获取到一个属性名和值，就向map存储一次
String name = pd.getName();
Object value = pd.getReadMethod().invoke(stu);
map.put(name,value);
}
System.out.println(map);
}

3.3.2 Map转为JavaBean

public void map2Bean() throws Exception {
Map<String,Object> map = new HashMap<>(){
{
put("name","aa");
put("age",20);
put("sex","1");
}
};
Student stu = new Student();
BeanInfo beanInfo = Introspector.getBeanInfo(Student.class, Object.class);
PropertyDescriptor[] pds = beanInfo.getPropertyDescriptors();
for (PropertyDescriptor pd : pds) {
//使用map中key的值获取到对应的value，并用set方法写入
pd.getWriteMethod().invoke(stu,map.get(pd.getName()));
}
System.out.println(stu.toString());
}