java中的反射機制

 java的反射機制是java的特性之一，反射機制是建構框架技術的基礎所在，使用反射可以讓程式更靈活，避免將程式寫死在程式碼裡。相對於許多初學者只接觸過java基礎的人，反射還是一個很朦朧難懂的概念，下面我們就來說一下反射的一些應用。

    java反射機制是指在運作狀態中，動態擷取資訊以及動態呼叫物件方法的功能。 java反射有3個動態性質：1.運行時產生物件實例，2.運行期間呼叫發放，3.運行時更改屬性。

    那麼反射的原理又是什麼呢？那我們就要先來看java程式的執行過程，想要java程式能夠運行，java類別必須被java虛擬機器載入。運行程式都是在編譯時就已經載入了所需的類別。這裡就得提一下了，相信很多人對於什麼是編譯時，什麼是運行時還沒有一個明確的概念，編譯時就是編譯器幫你把程式碼翻譯成設備可以辨識的程式碼，也就是說編譯器在編譯時會做一些簡單的工作，例如檢查你的語法有沒有錯誤，關鍵字或者名稱書寫有無錯誤，加載類，這都是編譯時要做的事情，那運行時都做了什麼呢？運行時就是當你的程式開始，程式碼被裝載到內存中後就是運行時，運行時檢查就是在你的內存中做操作與判斷，下面我們來舉個小例子：

 int[] nums = new int[3];
        nums[4] = 12;

 很顯然，上面這段程式碼會出現陣列下標越界的錯誤，可是程式在編譯時並沒有報錯，而是在執行時才會報出一個ArrayIndexOutOfBoundsException的錯誤，這就是編譯時和執行時間的差別。

    而java的反射機制在編譯時並不確定是哪個類別被載入了，他是在程式運作時候才載入和使用，我們用一張簡單的圖來看反射的執行過程：

Java反射機制能夠知道類別的基本結構，這種對於java類結構探知的能力成為“自審”，像我們使用eclipse一類軟體書寫程式碼時的自動提示功能就是用的java反射的原理。那麼透過java的反射，我們可以實現什麼功能呢？ 1.在運行時判斷任意一個對象所屬類，2.在運行時構造任意一個類的對象，3.在運行時判斷任意一個類所具有的屬性和方法，4.在運行時調用任意一個對象的方法。 java反射常用的類別有Class類：反射的核心類，透過Class類可以取得類別的屬性，方法等內容。 Filed類別：表示類別的屬性，可以取得並設定類別中屬性的值。 Method類別：表示類別的方法，他可以用來取得類別中方法的信息，或是執行方法。 Constructor類別：表示類別的建構方法。

    好了，我們已經了解了java反射的一些基本信息，下面我們就逐一用代碼的方式實現反射的各個功能：

    第一個，也是最簡單的一個，首先要使用、Class類肯定要先實例化出他，可是Class類別沒有建構方法，那我們要怎麼實例化呢，下面有三種建立Class類別的方法：

public static void main(String[] args) { //第一种方法，通过对象.getClass()方法 User user = new User();
        Class<? extends User> cs = user.getClass();
        System.out.println(cs); //第二种方法，通过类名.class Class<User> cs1 = User.class;
        System.out.println(cs1); //第三种方法，通过Class本身的forName()方法，注意forName()方法会抛出一样，并且里面的参数需要完整的包名和类名 Class<?> cs2 = null; try {
            cs2 = Class.forName("cn.fanfu.demo.User");
        } catch (ClassNotFoundException e) { // TODO Auto-generated catch block  e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(cs2);
    }

其中第三種forName()方法可以在類別不確定的情況下實例化Class，更靈活。

    第二個是透過Class類別的有參構造來建立Class類別物件的新實例：

public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, SecurityException, NoSuchMethodException, IllegalArgumentException, 
InstantiationException, IllegalAccessException, InvocationTargetException { 
//在这里为了更直观的展示，直接使用String类 Class<?> cs =Class.forName("java.lang.String"); char[] ch = {&#39;大&#39;,&#39;家&#39;,&#39;好&#39;,&#39;！&#39;,&#39;！&#39;}; 
//调用Class类的有参构造函数，函数里的值为类.class Constructor<?> cst = cs.getConstructor(char[].class);
       String name = (String) cst.newInstance(ch);
       System.out.println(name); //因为这里的异常会使代码没有直观的显示，所以我直接抛给虚拟机 }

第三個是取得類別的建構、介面、方法、屬性等一系列元素：

 第四個是取得或修改類別的屬性的值：

public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException,
            SecurityException, NoSuchMethodException, IllegalArgumentException,
            InstantiationException, IllegalAccessException,
            InvocationTargetException { //先创建好两个对象 Class<?> cs = Class.forName("cn.fanfu.demo.User");
        Constructor<?>[] con = null; //通过getConstructors()方法返回一个Constructor[]数组，数组里存储的是该类的各个构造 con = cs.getConstructors(); for (Constructor<?> item : con) {
            System.out.println(item);
        } //通过getInterfaces()方法返回一个Class<?>[]数组，数组里存储的是该类的各个接口 Class<?>[] inter = cs.getInterfaces(); for (Class<?> item : inter) {
            System.out.println(item);
        } //通过getSuperclass()方法返回一个Class<?> Class<?> parent = cs.getSuperclass(); //java中只支持单继承，所以只有一个父类  System.out.println(parent); //通过getMethods()方法返回一个Method[]数组，数组里存储的是该类的各个方法 Method[] method = cs.getMethods(); for (Method item : method) {
            System.out.println(item);
        } //通过getDeclaredFields()方法返回一个Field[]数组，数组里存储的是该类的各个属性 Field[] fiel = cs.getDeclaredFields(); for (Field item : fiel) {
            System.out.println(item);
        } //getDeclaredFields()方法可以获取全部属性，getFields()方法只能获取到公有属性 Field[] fiel1 = cs.getFields(); for (Field item : fiel1) {
            System.out.println(item);
        }
    }

 第五個是透過反射呼叫方法：

public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException,
            SecurityException, NoSuchMethodException, IllegalArgumentException,
            InstantiationException, IllegalAccessException,
            InvocationTargetException, NoSuchFieldException { //创建User对象 User us = new User();
        us.setAge(12);
        us.setName("张三");
        Class<?> cs = us.getClass(); //获取私有属性的值 Field fl = cs.getDeclaredField("name"); //要先设置允许访问 fl.setAccessible(true); //通过get方法指定对象获取值 String name = (String) fl.get(us);
        System.out.println(name); //通过set方法指定对象并修改值 fl.set(us, "李四");
        String name2 = (String) fl.get(us);
        System.out.println(name2);        
    }