『Java面经』简述 Java 的反射机制及其应用场景
文章目录
- 1、前言
- 2、反射是什么?
- 3、为什么要有反射?
- 4、小试牛刀
- 4.1 获取 Class 对象
- 4.2 获取成员变量
- 4.3 获取构造方法
- 4.4 获取非构造方法
- 5、实践出真知
- 6、微信关注『方糖算法』
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));
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);
}
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);
}
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);
}
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);
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