Java反射机制

# 一、Java反射机制概述

Java反射机制是Java语言中一个非常强大的特性，它允许程序在运行时动态地访问和修改类的属性、方法、构造函数等信息。通过反射，我们可以在运行时创建对象、调用方法、获取和设置字段值等，极大地提高了程序的灵活性和可扩展性。

要使用反射机制，首先需要获取到代表类的Class对象。Java提供了三种获取Class对象的方式：

通过对象的getClass()方法：这种方式需要先创建一个类的对象，然后调用对象的getClass()方法来获取Class对象。例如：
```
Student student = new Student();
Class stuClass = student.getClass();
```
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通过类名的.class属性：这种方式直接通过类名的.class属性来获取Class对象，是获取Class对象最简单的方式之一。例如：
```
Class stuClass = Student.class;
```
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通过Class类的forName()方法：这种方式通过Class类的静态方法forName()来获取Class对象，需要传入类的全限定名作为参数。例如：
```
Class stuClass = Class.forName("fanshe.Student");
```
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这种方式是最为常见和灵活的，因为它可以在运行时动态地加载指定的类。

通过Class对象，我们可以获取到类的构造器，从而在运行时创建类的对象。获取构造器的方法主要有以下几种：

getDeclaredConstructors()：返回类中所有构造器的数组，包括私有的构造器。
```
Constructor[] constructors = stuClass.getDeclaredConstructors();
```
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getConstructors()：返回类中所有公共构造器的数组。
```
Constructor[] constructors = stuClass.getConstructors();
```
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getConstructor(Class<?>... parameterTypes)：返回类中指定参数类型的公共构造器。
```
Constructor constructor = stuClass.getConstructor(String.class);
```
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getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes)：返回类中指定参数类型的构造器，包括私有的构造器。
```
Constructor constructor = stuClass.getDeclaredConstructor(String.class);
```
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获取到构造器后，可以通过调用构造器的newInstance()方法来创建类的对象。例如：
```
Student student = (Student) constructor.newInstance("张三");
```
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通过Class对象，我们还可以获取到类的成员变量，并对其进行操作。获取成员变量的方法主要有以下几种：

getFields()：返回类中所有公共成员变量的数组。
```
Field[] fields = stuClass.getFields();
```
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getDeclaredFields()：返回类中所有成员变量的数组，包括私有的成员变量。
```
Field[] fields = stuClass.getDeclaredFields();
```
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getField(String name)：返回类中指定名称的公共成员变量。
```
Field field = stuClass.getField("name");
```
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getDeclaredField(String name)：返回类中指定名称的成员变量，包括私有的成员变量。
```
Field field = stuClass.getDeclaredField("age");
```
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获取到成员变量后，可以通过调用成员变量的get()和set()方法来获取和设置成员变量的值。例如：
```
Object value = field.get(student);
field.set(student, "李四");
```
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通过Class对象，我们可以获取到类的方法，并在运行时调用这些方法。获取方法的方法主要有以下几种：

getMethods()：返回类中所有公共方法的数组，包括继承自父类的方法。
```
Method[] methods = stuClass.getMethods();
```
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getDeclaredMethods()：返回类中所有方法的数组，包括私有的方法。
```
Method[] methods = stuClass.getDeclaredMethods();
```
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getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)：返回类中指定名称和参数类型的公共方法。
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Method method = stuClass.getMethod("study", String.class);
```
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getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)：返回类中指定名称和参数类型的方法，包括私有的方法。
```
Method method = stuClass.getDeclaredMethod("eat", String.class);
```
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获取到方法后，可以通过调用方法的invoke()方法来执行该方法。例如：
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method.invoke(student, "Java");
```
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Class.forName()方法是获取Class对象最常用的方式之一，其源码实现主要分为以下几个步骤：

获取调用者的类加载器：通过Reflection.getCallerClass()方法获取调用者的类信息，从而获取当前的类加载器。
调用native方法获取类信息：调用forName0()方法，该方法是一个native方法，由JVM实现，用于获取类的字节码信息。
加载类：通过调用ClassLoader的loadClass()方法来加载类。loadClass()方法会先检查类是否已经被加载，如果已经被加载，则直接返回；否则，会调用findClass()方法来查找并加载类。

Constructor.newInstance()方法用于通过构造器创建类的对象，其源码实现主要分为以下几个步骤：

Method.invoke()方法用于调用类的方法，其源码实现主要分为以下几个步骤：

权限检测：检查是否有权限调用该方法，如果没有权限，则抛出异常。
获取MethodAccessor：通过acquireMethodAccessor()方法获取MethodAccessor对象，该对象用于执行方法调用。
执行方法调用：通过MethodAccessor的invoke()方法来执行方法调用。在第一次调用时，会生成一个代理Accessor来执行方法调用，后续调用则直接使用生成的Accessor。