Java反射

Java 反射（Reflection）详细教学

1. 什么是 Java 反射？

Java 反射（Reflection） 是 Java 语言中的一个重要机制，它允许程序在运行时动态获取类的信息，并创建对象、调用方法、访问和修改字段，即使在编译时类的具体类型未知。

反射的作用：

• 获取类的结构信息（类名、构造方法、字段、方法等）。
• 动态创建对象（即使没有显式地写 new）。
• 动态调用对象的方法。
• 访问或修改对象的字段（包括私有字段）。
• 用于开发通用框架，如 Spring、MyBatis、Hibernate 等。

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2. 反射的核心类

反射主要依赖 java.lang.reflect 包中的几个核心类：

类	作用
Class<?>	代表 Java 中的类或接口（每个类都有一个 Class 对象）。
Constructor<T>	代表类的构造方法，可以用来创建对象。
Method	代表类的方法，可以用来调用方法。
Field	代表类的字段（成员变量），可以用来获取或修改字段的值。

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3. 获取 Class 对象

在 Java 反射机制中，所有的类都会有一个 Class 对象，我们可以通过以下三种方式获取它。

方式 1：使用 Class.forName()

Class<?> clazz = Class.forName("java.util.ArrayList");
System.out.println(clazz.getName()); // 输出 java.util.ArrayList

适用于： 知道类的全限定名（包名+类名），常用于动态加载类。

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方式 2：使用 类名.class

Class<?> clazz = ArrayList.class;
System.out.println(clazz.getName()); // 输出 java.util.ArrayList

适用于： 已知类，但不需要创建实例。

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方式 3：使用 对象.getClass()

List<String> list = new ArrayList<>();
Class<?> clazz = list.getClass();
System.out.println(clazz.getName()); // 输出 java.util.ArrayList

适用于： 已有对象，想获取它的类信息。

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4. 获取类的信息

反射可以获取类的基本信息，如类名、包名、父类、接口等。

示例

import java.lang.reflect.Modifier;

public class ReflectionTest {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> clazz = Class.forName("java.util.ArrayList");

        System.out.println("类名：" + clazz.getSimpleName());
        System.out.println("完整类名：" + clazz.getName());
        System.out.println("包名：" + clazz.getPackage().getName());

        // 获取父类
        System.out.println("父类：" + clazz.getSuperclass().getName());

        // 获取实现的接口
        System.out.println("实现的接口：");
        for (Class<?> i : clazz.getInterfaces()) {
            System.out.println(i.getName());
        }

        // 获取类的修饰符
        int modifiers = clazz.getModifiers();
        System.out.println("是否为 public：" + Modifier.isPublic(modifiers));
    }
}

输出：

类名：ArrayList
完整类名：java.util.ArrayList
包名：java.util
父类：java.util.AbstractList
实现的接口：
java.util.List
java.util.RandomAccess
java.lang.Cloneable
java.io.Serializable
是否为 public：true

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5. 通过反射创建对象

反射可以动态创建对象，使用 newInstance() 或 Constructor 类。

方式 1：使用 Class.newInstance()

Class<?> clazz = Class.forName("java.util.ArrayList");
Object obj = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();
System.out.println("创建的对象：" + obj);

适用于： 需要创建无参构造方法的实例。

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方式 2：使用 Constructor.newInstance()

import java.lang.reflect.Constructor;

public class ReflectionConstructorTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> clazz = String.class;

        // 获取 String(String original) 构造方法
        Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor(String.class);

        // 通过反射创建对象
        Object obj = constructor.newInstance("Hello Reflection");
        System.out.println(obj); // 输出 Hello Reflection
    }
}

适用于： 需要调用有参构造创建对象。

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6. 通过反射访问字段

反射可以访问和修改私有或公共字段（变量）。

示例

import java.lang.reflect.Field;

class Person {
    private String name = "默认名字";
}

public class ReflectionFieldTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Person person = new Person();
        Class<?> clazz = person.getClass();

        // 获取 private 字段
        Field field = clazz.getDeclaredField("name");

        // 允许访问私有字段
        field.setAccessible(true);

        // 获取字段值
        System.out.println("原始值：" + field.get(person));

        // 修改字段值
        field.set(person, "张三");
        System.out.println("修改后的值：" + field.get(person));
    }
}

输出：

原始值：默认名字
修改后的值：张三

注意： setAccessible(true) 允许访问私有字段。

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7. 通过反射调用方法

可以使用 Method.invoke() 动态调用方法，包括私有方法。

示例

import java.lang.reflect.Method;

class Person {
    private void sayHello(String name) {
        System.out.println("你好, " + name);
    }
}

public class ReflectionMethodTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Person person = new Person();
        Class<?> clazz = person.getClass();

        // 获取私有方法
        Method method = clazz.getDeclaredMethod("sayHello", String.class);

        // 允许访问私有方法
        method.setAccessible(true);

        // 调用方法
        method.invoke(person, "李四");
    }
}

输出：

你好, 李四

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8. 反射与 ClassLoader

反射可以动态加载类，配合 ClassLoader 进行热加载，常用于插件机制和框架开发。

示例

ClassLoader classLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
Class<?> clazz = classLoader.loadClass("java.util.Date");
System.out.println(clazz.getName()); // 输出 java.util.Date

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9. 反射的应用场景

1. 框架开发

   （如 Spring、MyBatis）：

   • 反射用于依赖注入，如 Spring 的 @Autowired。
   • 动态代理（AOP）基于反射实现。

2. JVM 调试与工具

   ：

   • 反射用于开发 IDE 插件，如 IntelliJ IDEA 插件。

3. 动态加载类

   ：

   • 适用于插件系统，例如 Minecraft 插件、Tomcat 动态加载 Web 应用。

4. 序列化与反序列化

   ：

   • JSON 库（如 Jackson、Gson）基于反射解析对象。

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10. 总结

🔹 反射允许运行时获取类信息、创建对象、调用方法、访问字段。
🔹 常用类包括 Class<?>、Constructor<?>、Method 和 Field。
🔹 反射用于框架开发、动态代理、插件系统。
🔹 反射会降低性能，应谨慎使用，必要时使用 缓存 机制优化。

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