1、前言

反射（Reflection）是 Java 的特征之一，它允许运行中的 Java 程序对自身进行检查，并能直接操作程序的内部属性和方法。

反射是所有注解的实现原理，尤其在框架设计中。

常见的面试考点如下：

获取 Class 对象
获取类中的所有字段
获取类中的所有构造方法
获取类中的所有非构造方法

现在我们来学习 Java 反射机制。

2、反射是什么？

主要指程序可以访问、检测和修改自身状态。就像一个镜子，反射让开发者知道这个类中有什么成员等。

3、为什么要有反射？

大部分人会疑问，Java 有了封装为什么还要有反射？破坏了封装性。让私有变量可以被外部访问到，使类不那么安全了。

反射主要应用：

通过外部类全路径名创建对象，并使用这些类实施一些拓展功能
获取类的全部成员，包括构造函数、属性、方法
通过反射 API 测试私有成员，保证测试代码覆盖率

将反射作为一个工具，帮助我们实现不可能实现的功能。

4、小试牛刀

Java 类的成员包括：属性、构造函数、方法。

通过一个典型的例子，来学习反射。先创建一个包com.sugar.reflect，再创建一个Student类。

Student 类中有两个属性、两个构造方法、两个函数，且都是一个私有，一个公有。

package com.sugar.reflect;

public class People {
    private String name;
    public int age;

    public People(){}

    private People(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    private String show(String msg) {
        System.out.println(name + age + ",hello");
        return "testString";
    }
}

4.1 获取 Class 对象

获取 Class 对象有三种方式：

类全路径获取 Class 对象，最常用的方法。
类的 Class 属性获取，需要导入类的包
已有对象，不再需要反射

// 1
Class studentClass = Class.forName("com.sugar.reflect.People");
// 2
Class studentClass2 = Student.class;
// 3 
Student studentObject = new Student();
Class studentClass3 = studentObject.getClass();

通过这三个方法获取的是同一个 Class 对象，每个类只生成一个 Class 对象。

打印结果：

System.out.println(class1 + "\n" + class2 + "\n" + class3);
System.out.println((class1 == class2) + " " + (class2 == class3));

在这里插入图片描述

4.2 获取成员变量

获取成员变量有两种方式：

getDeclaredFields，获取所有声明属性，包括公私有
getFields，只获取公有属性

打印结果：

// 获取 Class 对象
Class peopleClass = Class.forName("com.sugar.reflect.People");
// 获取所有成员
Field[] declaredFields = peopleClass.getDeclaredFields();
for (Field declaredField : declaredFields) {
	System.out.println("declaredField = " + declaredField);
}

// 获取公有成员
Field[] fields = peopleClass.getFields();
for (Field field : fields) {
	System.out.println("field = " + field);
}

在这里插入图片描述

4.3 获取构造方法

获取构造方法有两种方式：

getDeclaredConstructors，获取所有声明的构造方法，包括公私有
getConstructors，只获取公有构造方法

打印结果：

// 获取 Class 对象
Class peopleClass = Class.forName("com.sugar.reflect.People");
// 获取所有构造方法
Constructor[] declaredConstructorList = peopleClass.getDeclaredConstructors();
for (Constructor declaredConstructor : declaredConstructorList) {
    System.out.println("declared Constructor: " + declaredConstructor);
}
// 获取公有构造方法
Constructor[] constructorList = peopleClass.getConstructors();
for (Constructor constructor : constructorList) {
    System.out.println("constructor: " + constructor);
}

在这里插入图片描述

4.4 获取非构造方法

获取非构造方法有两种方式：

getDeclaredMethods，获取所有声明的非构造方法，包括公私有
getMethods，只获取公有非构造方法

打印结果：

// 1.获取所有声明的函数
Method[] declaredMethodList = peopleClass.getDeclaredMethods();
for (Method declaredMethod : declaredMethodList) {
    System.out.println("declared Method: " + declaredMethod);
}
// 2.获取所有公有的函数
Method[] methodList = peopleClass.getMethods();
for (Method method : methodList) {
    System.out.println("method: " + method);
}

在这里插入图片描述
getMethods 不仅获得了公有方法，也获得了 Object 类的公有方法。这是因为 Object 是所有类的父类，所有对象都实现了 Object 类的方法。

5、实践出真知

练手题：反射 People 类中的私有构造方法，构建出sugar对象；再将公有字段 age 设置为 24，最后反射调用私有方法 show，传入参数 msg，打印方法返回值。

// 获取 Class 对象
Class peopleClass = Class.forName("com.sugar.reflect.People");
// 获取 私有构造方法
Constructor peopleConstruct = peopleClass.getDeclaredConstructor(String.class);
// 设置访问权限
peopleConstruct.setAccessible(true);
// 调用私有构造方法构建对象
Object sugar = peopleConstruct.newInstance("Sugar");
// 获取成员属性
Field age = peopleClass.getField("age");
// 设置年龄为24
age.set(sugar,24);
// 获取私有非构造方法
Method show = peopleClass.getDeclaredMethod("show", String.class);
// 设置访问权限
show.setAccessible(true);
// 执行这个show方法，返回数据放入message
Object message = show.invoke(sugar, "message");
System.out.println(message);