Java反射知识点总结

我们知道，Java的类型信息分为编译时类型信息和运行时类型信息，而反射就是Java提供的对运行时类型信息获取和操作的机制。
那么Java的类型信息有什么呢？一个Java的类主要包括两个元素，即是成员变量和成员方法。成员变量包括实例成员变量和静态成员变量，而成员方法也有实例成员方法和静态成员方法，构造方法则是特殊的实例成员方法。而反射的主要作用是能够在运行时获取一个Class的各个元素的结构，但无法更改这些元素的结构。这些元素就是前面说的成员变量和成员方法，并且对于成员变量，反射可以对其进行设值和取值，对于成员方法，反射可以直接对其进行方法调用，而对于特殊的成员方法构造方法而言，反射可以调用构造方法元素的newInstance（）方法直接实例化一个该类的对象，而不需要使用new的方式。
在Java的反射API里，Java的类型信息体现为几个元素，这些元素在java.lang.reflect包下体现为以下几个类：
Field 描述字段的结构信息
Constructo描述构造方法的结构信息
Method 描述普通方法的结构信息
在Java8以后，新增了一个Parameter类，用于描述构造方法和普通方法的参数结构信息。
目前还有很多企业还是使用Java6的API，特别是做企业信息化系统的企业，至少前公司用的就是Java6的API。但是Java8的API添加了挺多API。所以下面分别提供了Java6和Java8里关于反射API的类图，也好有个对比，当然重点还是介绍Java8的API。
Java6的反射类图

Java8的反射类图

看到上面两个类图，Type接口及其子接口是与泛型相关的，AnnotatedType接口及其子接口则是与注解相关的，我们主要关注Field、Executable、Constructor、Method和Parameter这几个类，还有Class这个反射的入口类。
假设有这样的接口和类

interface MyInterface{
	void method(String arg0, Integer arg1);
}
public class JavaReflect implements MyInterface{
	public JavaReflect(){}
	public JavaReflect(String name){
		System.out.println("实例化了一个对象，传入参数name为：" + name);
	}
	public String field;
	@Override
	public void method(String arg0, Integer arg1){
		System.out.println("调用了method方法，参数值为：" + arg0 + "和" + arg1);
	}
}

关于Class这个反射的入口类，我们有三种方式可以获得。

1.	Class<?> clazz = Class.foName(“JavaReflect”);
2.	Class<?> clazz = JavaReflect.class;
3.	JavaReflect reflect = new JavaReflect ();
Class<?> clazz = reflect.getClass();

通过这三种方式得到Class对象之后，我们就可以访问这个类型的运行时信息了。
利用这些信息，我们可以做到以下几点。
一． 实例化对象
反射实例化对象的方式有两种，一种是调用Class类的newInstance()方法，该方法会调用无参构造方法实例化一个对象。

Object obj = clazz.newInstance();

另一种则是先调用Class类的getConstructor(Class<?>... parameterTypes)方法获取对应的Constructor对象，然后调用Constructor.newInstance(Object … args)方法实例化一个对象。

Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor(String.class);
Object obj = constructor.newInstance("一个参数");

二． 对字段取值和设值
反射对字段取值和设值都需要先获取Field类的实例，然后调用Field类的取值和设值方法进行取值和设值。
Class类有两种获取Field类实例的方法，一个是getField(String name)方法，另一个是Field[] getFields()方法先获取Field[]数组，然后遍历该数组，根据字段名来判断所需的字段。
Field类的设值方法是set(Object obj, Object value)，而原始类型则是setXXX(Object obj, Object value)
Field类的取值方法是get(Object obj)，而原始类型则是getXXX(Object obj)
代码示例

Field field = clazz.getField("field");
	field.set(obj, "给字段设值");
	Object fieldValue = field.get(obj);

三． 调用方法
反射调用Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)方法需要先获取Method类的实例，然后调用Method类的Object invoke(Object obj, Object... args)方法调用对应的方法。（因为方法存在重载，所以不能通过获取所有Method[]数组然后循环比较方法名来取得特定的方法）

Method method = clazz.getMethod("method", String.class, Integer.class);
method.invoke(obj, "字符串", 1);

四． 反射与数组
在Java反射中，数组使用Array描述，Array类主要有三类方法，全部都是静态方法。
1. 实例化数组的方法
newInstance(Class<?> componentType, int... dimensions) 创建一个具有指定的组件类型和维度的新数组。

Object array2 = Array.newInstance(clazz, 2, 3);

newInstance(Class<?> componentType, int length) 创建一个具有指定的组件类型和长度的新数组。

Object array1 = Array.newInstance(clazz, 2);

2. 对数组元素设值的方法
set(Object array, int index, Object value) 将指定数组对象中索引组件的值设置为指定的新值，若是原始类型数组则是setXXX(Object array, int index, Object value)方法。

Array.set(array1, 1, obj);
Object obj2 = clazz.newInstance();
	obj2.getClass().getField("field").set(obj2, "反射处理二维数组");
	Array.set(Array.get(array2, 1), 2, obj2);

3. 对数组元素取值的方法
get(Object array, int index) 返回指定数组对象中索引组件的值，若是原始类型数组则是getXXX(Object array, int index)方法。

Object obj1 = Array.get(array1, 1);
Object obj3 = Array.get(Array.get(array2, 1), 2);

五． 反射与动态代理
Java的动态代理使用起来很简单，使用Proxy类和InvocationHandler接口就可以实现。Java实现的动态代理对象就是实现了指定n个接口的类的一个对象，使用代理对象调用任何方法时，都会替换为InvocationHandler接口实现类重写的invoke方法。
1. 实现InvocationHandler接口，重写invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)方法，该方法就是代理方法，将会替换掉代理对象被调用的方法。

public class InvocationHandlerImpl implements InvocationHandler{
	private Object target;
	public InvocationHandlerImpl(Object target){
		this.target = target;
	}
	@Override
	public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
		System.out.println("方法调用前，相当于Spring AOP的前置通知");
		method.invoke(target, args);
		System.out.println("方法调用后，相当于Spring AOP的后置通知");
		return null;
	}
}

2. 调用Proxy的静态方法创建代理的对象，有以下两种方法
一种方法是使用Proxy的Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)方法直接创建代理对象，

Object proxyObject = Proxy.newProxyInstance(clazz.getClassLoader(), 
				new Class<?>[]{MyInterface.class}, 
				new InvocationHandlerImpl(obj));

另一种是先调用Class<?> getProxyClass(ClassLoader loader, Class<?>... interfaces)获取代理类，然后获取代理类的含有一个InvocationHandler类型的参数的构造方法，再使用这个构造方法实例化一个代理对象。

Class<?> proxyClass = Proxy.getProxyClass(clazz.getClassLoader(),
MyInterface.class);
		Object proxyObject = proxyClass.
getConstructor(InvocationHandler.class).
				newInstance(new InvocationHandlerImpl(obj));

3. 使用代理的对象调用目标方法。

((MyInterface) proxyObject).method("使用动态代理调用该方法", 0);

六． 反射与泛型
参考我的博文Java反射获取实际泛型类型参数
七． 反射与注解
参考我的博文Java注解知识点总结

上面的代码完整的示例如下：

import java.lang.reflect.Array;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

interface MyInterface{
	void method(String arg0, Integer arg1);
}
public class JavaReflect implements MyInterface{
	public JavaReflect(){}
	public JavaReflect(String name){
		System.out.println("实例化了一个对象，传入参数name为：" + name);
	}
	public String field;
	@Override
	public void method(String arg0, Integer arg1){
		System.out.println("调用了method方法，参数值为：" + arg0 + "和" + arg1);
	}
	
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		// 获取Class对象，这个是Java反射的入口
		Class<?> clazz = JavaReflect.class;
		// 实例化对象
		// Object obj = clazz.newInstance();
		Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor(String.class);
		Object obj = constructor.newInstance("一个参数");
		// 字段设值和取值
		Field field = clazz.getField("field");
		field.set(obj, "给字段设值");
		Object fieldValue = field.get(obj);
		System.out.println(fieldValue);
		// 方法调用
		Method method = clazz.getMethod("method", String.class, Integer.class);
		method.invoke(obj, "字符串", 1);
		// 实例化数组
		Object array1 = Array.newInstance(clazz, 2);
		Object array2 = Array.newInstance(clazz, 2, 3);
		// 数组设值和取值
		Array.set(array1, 1, obj);
		Object obj1 = Array.get(array1, 1);
		System.out.println("array1的第一个元素的field字段的值为：" + obj1.getClass().getField("field").get(obj1));
		// 对array2二维数组和多位数组的设值要先取到对应的一维数组
		Object obj2 = clazz.newInstance();
		obj2.getClass().getField("field").set(obj2, "反射处理二维数组");
		Array.set(Array.get(array2, 1), 2, obj2);
		Object obj3 = Array.get(Array.get(array2, 1), 2);
		System.out.println("array1的第一个元素的field字段的值为：" + obj3.getClass().getField("field").get(obj3));
		// Java反射与动态代理
//		Class<?> proxyClass = Proxy.getProxyClass(clazz.getClassLoader(), MyInterface.class);
//		Object proxyObject = proxyClass.getConstructor(InvocationHandler.class).
//				newInstance(new InvocationHandlerImpl(obj));
		Object proxyObject = Proxy.newProxyInstance(clazz.getClassLoader(), 
				new Class<?>[]{MyInterface.class}, 
				new InvocationHandlerImpl(obj));
		((MyInterface) proxyObject).method("使用动态代理调用该方法", 0);
		
	}
}

public class InvocationHandlerImpl implements InvocationHandler{
	private Object target;
	public InvocationHandlerImpl(Object target){
		this.target = target;
	}
	@Override
	public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
		System.out.println("方法调用前，相当于Spring AOP的前置通知");
		method.invoke(target, args);
		System.out.println("方法调用后，相当于Spring AOP的后置通知");
		return null;
	}
}

代码执行结果为：