【Java】面试官：Java 反射是什么？我回答不上来！

Z时代
2024-01-10
分类：技术分享

面试官：Java 反射是什么？我回答不上来！

码农突围发布于今天 10:44

一.概念

反射就是把Java的各种成分映射成相应的Java类。

Class类的构造方法是private，由JVM创建。

反射是java语言的一个特性，它允程序在运行时（注意不是编译的时候）来进行自我检查并且对内部的成员进行操作。例如它允许一个java的类获取他所有的成员变量和方法并且显示出来。Java 的这一能力在实际应用中也许用得不是很多，但是在其它的程序设计语言中根本就不存在这一特性。例如，Pascal、C 或者 C++ 中就没有办法在程序中获得函数定义相关的信息。（来自Sun）

JavaBean 是 reflection 的实际应用之一，它能让一些工具可视化的操作软件组件。这些工具通过 reflection 动态的载入并取得 Java 组件(类) 的属性。

反射是从1.2就有的，后面的三大框架都会用到反射机制,涉及到类"Class",无法直接new CLass()，其对象是内存里的一份字节码.

Class 类的实例表示正在运行的 Java 应用程序中的类和接口。枚举是一种类，注释是一种接口。每个数组属于被映射为 Class 对象的一个类，所有具有相同元素类型和维数的数组都共享该 Class 对象。

基本的 Java类型（boolean、byte、char、short、int、long、float 和 double）和关键字 void 也表示为 Class 对象。Class 没有公共构造方法。

Class 对象是在加载类时由 Java 虚拟机以及通过调用类加载器中的 defineClass 方法自动构造的。

Person p1 = new Person();
//下面的这三种方式都可以得到字节码
CLass c1 = Date.class();
p1.getClass();
//若存在则加载，否则新建,往往使用第三种,类的名字在写源程序时不需要知道，到运行时再传递过来Class.forName("java.lang.String");

Class.forName()字节码已经加载到java虚拟机中，去得到字节码；java虚拟机中还没有生成字节码用类加载器进行加载，加载的字节码缓冲到虚拟机中。

考虑下面这个简单的例子，让我们看看 reflection 是如何工作的。

import java.lang.reflect.*;
public class DumpMethods {
public static void main(String args[]) {
try {
Class c = Class.forName("java.util.Stack");
Method m[] = c.getDeclaredMethods();
for (int i = 0; i < m.length; i++)
System.out.println(m[i].toString());
}
catch (Throwable e){
System.err.println(e);
}
}
}
public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.pop()
public java.lang.Object java.util.Stack.push(java.lang.Object)
public boolean java.util.Stack.empty()
public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.peek()public synchronized int java.util.Stack.search(java.lang.Object)

这样就列出了java.util.Stack 类的各方法名以及它们的限制符和返回类型。这个程序使用 Class.forName 载入指定的类，然后调用 getDeclaredMethods 来获取这个类中定义了的方法列表。java.lang.reflect.Methods 是用来描述某个类中单个方法的一个类。

以下示例使用 Class 对象来显示对象的类名：

void printClassName(Object obj) {
System.out.println("The class of " + obj +
" is " + obj.getClass().getName());}

还可以使用一个类字面值（JLS Section 15.8.2）来获取指定类型（或 void）的 Class 对象。例如：

System.out.println("The name of class Foo is: "+Foo.class.getName());

在没有对象实例的时候，主要有两种办法。

//获得类类型的两种方式
Class cls1 = Role.class;Class cls2 = Class.forName("yui.Role");

注意第二种方式中，forName中的参数一定是完整的类名（包名+类名），并且这个方法需要捕获异常。现在得到cls1就可以创建一个Role类的实例了，利用Class的newInstance方法相当于调用类的默认的构造器。

Object o = cls1.newInstance();
//创建一个实例//Object o1 = new Role();   //与上面的方法等价

二.常用方法

1.isPrimitive(判断是否是基本类型的字节码)

public class TestReflect {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
String str = "abc";
Class cls1 = str.getClass();
Class cls2 = String.class;
Class cls3 = null;//必须要加上null
try {
cls3 = Class.forName("java.lang.String");
} catch (ClassNotFoundException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
System.out.println(cls1==cls2);
System.out.println(cls1==cls3);
System.out.println(cls1.isPrimitive());
System.out.println(int.class.isPrimitive());//判定指定的 Class 对象是否表示一个基本类型。
System.out.println(int.class == Integer.class);
System.out.println(int.class == Integer.TYPE);
System.out.println(int[].class.isPrimitive());
System.out.println(int[].class.isArray());
}}

结果：

true true false true false true false

true

2.getConstructor和getConstructors()

java中构造方法没有先后顺序，通过类型和参数个数区分。

public class TestReflect {
public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException {
// TODO Auto-generated method stub
String str = "abc";
System.out.println(String.class.getConstructor(StringBuffer.class));
}}

3.Filed类代表某一类中的一个成员变量。

import java.lang.reflect.Field;
public class TestReflect {
public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
ReflectPointer rp1 = new ReflectPointer(3,4);
Field fieldx = rp1.getClass().getField("x");//必须是x或者y
System.out.println(fieldx.get(rp1));
/*
* private的成员变量必须使用getDeclaredField，并setAccessible(true),否则看得到拿不到
*/
Field fieldy = rp1.getClass().getDeclaredField("y");
fieldy.setAccessible(true);//暴力反射
System.out.println(fieldy.get(rp1));
}
}
class ReflectPointer {
public int x = 0;
private int y = 0;
public ReflectPointer(int x,int y) {//alt + shift +s相当于右键source
super();
// TODO Auto-generated constructor stub
this.x = x;
this.y = y;
}}

三.典型例题

1.将所有String类型的成员变量里的b改成a。

import java.lang.reflect.Field;
public class TestReflect {
public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
ReflectPointer rp1 = new ReflectPointer(3,4);
changeBtoA(rp1);
System.out.println(rp1);
}
private static void changeBtoA(Object obj) throws RuntimeException, Exception {
Field[] fields = obj.getClass().getFields();
for(Field field : fields) {
//if(field.getType().equals(String.class))
//由于字节码只有一份,用equals语义不准确
if(field.getType()==String.class) {
String oldValue = (String)field.get(obj);
String newValue = oldValue.replace('b', 'a');
field.set(obj,newValue);
}
}
}
}
class ReflectPointer {
private int x = 0;
public int y = 0;
public String str1 = "ball";
public String str2 = "basketball";
public String str3 = "itcat";
public ReflectPointer(int x,int y) {//alt + shift +s相当于右键source
super();
// TODO Auto-generated constructor stub
this.x = x;
this.y = y;
}
@Override
public String toString() {
return "ReflectPointer [str1=" + str1 + ", str2=" + str2 + ", str3="
+ str3 + "]";
}}

2.写一个程序根据用户提供的类名，调用该类的里的main方法。

为什么要用反射的方式呢？

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
public class TestReflect {
public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
String str = args[0];
/*
* 这样会数组角标越界，因为压根没有这个字符数组
* 需要右键在run as-configurations-arguments里输入b.Inter（完整类名）
*
*/
Method m = Class.forName(str).getMethod("main",String[].class);
//下面这两种方式都可以,main方法需要一个参数
m.invoke(null, new Object[]{new String[]{"111","222","333"}});
m.invoke(null, (Object)new String[]{"111","222","333"});//这个可以说明，数组也是Object
/*
* m.invoke(null, new String[]{"111","222","333"})
* 上面的不可以,因为java会自动拆包
*/
}
}
class Inter {
public static void main(String[] args) {
for(Object obj : args) {
System.out.println(obj);
}
}}

3.模拟 instanceof 操作符

class S {
}
public class IsInstance {
public static void main(String args[]) {
try {
Class cls = Class.forName("S");
boolean b1 = cls.isInstance(new Integer(37));
System.out.println(b1);
boolean b2 = cls.isInstance(new S());
System.out.println(b2);
}
catch (Throwable e) {
System.err.println(e);
}
}}

在这个例子中创建了一个S 类的 Class 对象，然后检查一些对象是否是S的实例。Integer(37) 不是，但 new S()是。

四.Method类

代表类（不是对象）中的某一方法。

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
/*
* 人在黑板上画圆，涉及三个对象,画圆需要圆心和半径，但是是私有的，画圆的方法
* 分配给人不合适。
*
* 司机踩刹车，司机只是给列车发出指令，刹车的动作还需要列车去完成。
*
* 面试经常考面向对象的设计，比如人关门，人只是去推门。
*
* 这就是专家模式：谁拥有数据，谁就是专家,方法就分配给谁
*/
public class TestReflect {
public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
String str = "shfsfs";
//包开头是com表示是sun内部用的，java打头的才是用户的
Method mtCharAt = String.class.getMethod("charAt", int.class);
Object ch = mtCharAt.invoke(str,1);//若第一个参数是null，则肯定是静态方法
System.out.println(ch);
System.out.println(mtCharAt.invoke(str, new Object[]{2}));//1.4语法
}}

五.数组的反射

Array工具类用于完成数组的反射操作。

同类型同纬度有相同的字节码。

int.class和Integer.class不是同一份字节码，Integer.TYPE，TYPE代表包装类对应的基本类的字节码 int.class==Integer.TYPE。

import java.util.Arrays;
/*
* 从这个例子看出即便字节码相同但是对象也不一定相同,根本不是一回事
*
*/
public class TestReflect {
public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
int[] a = new int[3];
int[] b = new int[]{4,5,5};//直接赋值后不可以指定长度，否则ＣＥ
int[][] c = new int[3][2];
String[] d = new String[]{"jjj","kkkk"};
System.out.println(a==b);//false
System.out.println(a.getClass()==b.getClass());//true
//System.out.println(a.getClass()==d.getClass());    //比较字节码a和cd也没法比
System.out.println(a.getClass());//输出class [I
System.out.println(a.getClass().getName());//输出[I,中括号表示数组，I表示整数
System.out.println(a.getClass().getSuperclass());//输出class java.lang.Object
System.out.println(d.getClass().getSuperclass());//输出class java.lang.Object
//由于父类都是Object,下面都是可以的
Object obj1 = a;//不可是Object[]
Object obj2 = b;
Object[] obj3 = c;//基本类型的一位数组只可以当做Object，非得还可以当做Object[]
Object obj4 = d;
//注意asList处理int[]和String[]的区别
System.out.println(Arrays.asList(b));//1.4没有可变参数，使用的是数组,[[[email protected]]
System.out.println(Arrays.asList(d));//[jjj, kkkk]
}}

六.结束语

以上就是反射机制的简单的使用，显然学过spring的朋友一定明白了，为什么可以通过配置文件就可以让我们获得指定的方法和变量，在我们创建对象的时候都是通过传进string实现的，就好像你需要什么，我们去为你生产，还有我们一直在用Object,这就说明java语言的动态特性，依赖性大大的降低了。

来源：cnblogs.com/hxsyl
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java

本文系转载，阅读原文

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU4MDUyMDQyNQ==&mid=2247491502&idx=2&sn=c018e4e22bcb1bef9300ea69a91ff868&chksm=fd54cf28ca23463e573fda5f534a39bd54db8d86862e8b0ddab225accfc2260f5c80df06375e&scene=27#wechat_redirect

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