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反射在Java编程中扮演着一个非常关键的角色。它允许我们在运行时对类进行操作,而无需事先知道具体的类结构或构造器信息。这对于动态代理、
从反射的基本操作说起
反射的核心在于我们可以通过字符串引用类名来获取相应的Class对象。这一能力使得反射能够在运行时对任何一个已存在的或未 compile过的类进行操作。通常情况下,我们会直接使用类实例化操作来创建对象并调用方法,如下所示:
Apple apple = new Apple(); // 正射apple.setPrice(4);
然而,使用反射调用类的方式则完全不同。我们在运行时并不知道要初始化的类是什么,因此无法直接调用new
关键字:
Class clz = Class.forName("com.chenshuyi.reflect.Apple");Constructor constructor = clz.getConstructor();Object appleObj = constructor.newInstance();
通过上述代码,我们可以初始化一个Apple
对象。这与直接new Apple()
创建的对象完全相同,但实现方式不同。
反射的常用API
获取反射中的Class对象
反射中获取类的能力是一个基础操作。我们可以通过以下方法获取Class对象:
Class.forName静态方法:当你知道类的全名路径时,可以使用Class.forName
方法获取Class对象:
Class clz = Class.forName("java.lang.String");
Class字段:如果在开发阶段直接知道需要使用的类,可以直接使用该类的class
字段:
Class clz = String.class;
getClass方法:每个对象都可以调用getClass()
方法获取它对应的Class对象:
String str = "hello";Class clz = str.getClass(); // 返回String.class
通过反射创建类对象
创建反射类对象有两种主要方式:
通过Class对象的newInstance
方法:
Class clz = Apple.class;Apple apple = (Apple) clz.newInstance();
通过Constructor对象的newInstance
方法:
Class clz = Apple.class;Constructor constructor = clz.getConstructor();Apple apple = (Apple) constructor.newInstance();
如果需要调用带参数的构造方法,则需要获取特定构造器并使用newInstance()
方法:
Class clz = Apple.class;Constructor constructor = clz.getConstructor(String.class, int.class);Apple apple = (Apple) constructor.newInstance("红富士", 15);
通过反射获取类属性、方法、构造器
获取类属性:
使用getFields()
或getDeclaredFields()
方法可获取类的属性:
Class clz = Apple.class;Field[] fields = clz.getFields();for (Field field : fields) { System.out.println(field.getName()); // 输出: price}
getDeclaredFields()
方法可以获取所有属性,包括私有属性。
获取类方法:
获取方法时,可以使用getMethod()
或getDeclaredMethod()
方法:
Class clz = Apple.class;Method setPriceMethod = clz.getMethod("setPrice", int.class);
获取类构造器:
获取构造器时,使用getConstructors()
或getDeclaredConstructors()
方法:
Class clz = Apple.class;Constructor[] constructors = clz.getConstructors();
反射的典型用途
反射是Java中许多框架和库的核心技术之一。例如:
动态代理:使用反射创建接口的动态代理实现,允许在运行时指定具体的实现类。
反射式配置:在像Spring这样的框架中,通过反射读取配置文件中的类名,并创建相应的对象。
调试和分析:反射提供了强大的调试工具,允许在运行时解析类、方法和字段信息。
JDK反射实现的深入探讨
反射在JDK中的实现主要集中在Method
和Constructor
类的invoke
方法。该方法通过动态代理和委派机制实现反射调用,其工作流程是:
Method.invoke()
或Constructor.newInstance()
。反射的性能优化在JDK中通过多工方法和延迟加载机制实现,最终目的是在运行时平衡性能和灵活性。
能力总结
反射赋予了我们对Java类的强大控制能力。它允许我们在运行时:
- 获取目标类及其所有属性和方法。
- 创建目标类的实例。
- 调用目标类的方法或修改其属性。
通过合理使用反射,我们可以在很多场景中实现高度的灵活性和动态性。然而,反射操作通常比直接操作类实例更慢,因此在性能敏感的场景中需要谨慎使用。
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