『Java面经』简述 Java 的反射机制及其应用场景

『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 *** 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);

6、微信关注『方糖算法』

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