反射(-)

反射作为 Java 高级特性之一，在框架开发中使用很多。

Class

Class 类用于表示已被 JVM 加载的类型（为避免歧义，文中用 “Class 实例” 代指类型），它的实例是 Java 基础数据类型、已被 Java 加载的类和实例。枚举是特殊的类，注解是特殊的接口，数组的类型实际也是类。

获取 Class 对象

Class 类没有公共的构造方法，所有 Class 实例都是 JVM 的类加载器的 defineClass 方法构建的。我们可以通过以下方法获取已存在的 Class 实例。

Object#getClass 方法

Object#getClass 方法用于获取一个对象实例对应的 Class 实例，如果是一个父类引用指向子类实例，返回结果仍然是实际的子类对应的 Class 实例。

String name = "cncsl";
String[] infos = {"cncsl", "male", "developer"};

System.out.println(name.getClass());//class java.lang.String
System.out.println(infos.getClass());//class [Ljava.lang.String;

List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
System.out.println(numbers.getClass());//class java.util.ArrayList

注意调用第二次调用输出语句时控制台的输出是 class [Ljava.lang.String;，与普通的 String 对象相比，多了 [L 和 ;。

.class 和 .TYPE

所有的类和基本数据类型都有 class 属性（严格意义上来说基本数据类型不是对象，不能用“属性”二字来描述），可在没有可用实例时直接通过类名或基本数据类型关键字获取 Class 实例。此外每个基本数据类包装类都有 TYPE 属性，可用于获取对应基本数据类型的 Class 实例。

System.out.println(String.class);//class java.lang.String
System.out.println(String[].class);//class [Ljava.lang.String;

System.out.println(int.class);//int
System.out.println(Integer.class);//class java.lang.Integer
System.out.println(Integer.TYPE);//int

注意上方基本数据类型关键字的 .class、包装类的 .class 和 .TYPE 的对应关系， int.class == Integer.TYPE 为真、int.class == Integer.class 为假。

Class#forName 方法

有两个不同类型重载的 Class#forName 方法，通常用于显式的类加载，并返回 Class 实例。

• public static Class<?> forName(String className)：根据 className 参数指定的全限定名找到并加载相关类型，如果找不到抛出 ClassNotFoundException 异常。
• public static Class<?> forName(String name, boolean initialize, ClassLoader loader)：与另一重载类似，参数 initializa 指定是否立即初始化，loader 指定类加载器。

public class Main {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class.forName("io.github.cncsl.Foo");//Foo loaded
        Class.forName("io.github.cncsl.Bar", false, Main.class.getClassLoader());//无输出
    }

}

class Foo {
    static {
        System.out.println("Foo loaded");
    }
}

class Bar {
    static {
        System.out.println("Bar loaded");
    }
}

这两个函数底层都是调用私有、静态的本地方法 Class#forName0 实现类加载的。

Examining Class Modifiers and Types

Member

一个类声明由字段、方法和构造器共同构成，可以统称为类的成员，反射 API 提供了三个类分别表示这三种成员，Class 类提供了相关方法用于获取这些类的对象。利用反射进行编程的过程实际就是通过 Class 对象获取到想要的成员对象，然后通过成员对象提供的功能进行操作。

下方表中，“继承”指在当前类的父类（以及父类的父类）中定义的 public 修饰的变量，“私有”意为被 private 修饰的。

• Field：常翻译为字段或成员变量，对应 java.lang.reflect.Field。

  Class 实例方法	列举变量	可获取继承变量	可获取私有变量
  getDeclaredField()	否	否	是
  getField()	否	是	否
  getDeclaredFields()	是	否	是
  getFields()	是	是	否

• Method：常翻译为方法或成员函数，对应 java.lang.reflect.Method。

  Class 实例方法	列举函数	可获取继承函数	可获取私有函数
  getDeclaredMethod()	否	否	是
  getMethod()	否	是	否
  getDeclaredMethods()	是	否	是
  getMethods()	是	是	否

• Constructor：常翻译为构造器或构造函数，对应 java.lang.reflect.Constructor。

  Class 实例方法	列举构造器	可获取私有构造器
  getDeclaredConstructor()	否	是
  getConstructor()	否	否
  getDeclaredConstructors()	是	是
  getConstructors()	是	否

Field

Field 对象实例封装了一个字段的名称、类型、修饰符和注解，可用于动态的访问和修改字段的值。常用方法有：

• 基本信息
  • String getName()
  • Class<?> getType()
  • Type getGenericType()
• 获取：参数 obj 指定具体的类
  • 用于基本数据类型的 getXxx(Object obj)
  • 用于对象的 get(Object obj)
• 修改：参数 obj 指定具体的类
  • 用于基本数据类型的 setXxx(Object obj, Xxx value)
  • 用于对象的 set(Object obj, Object value)

Method

Method 对象实例封装了一个函数的名称、返回值类型、形参列表、异常列表等，可用于动态的调用。常用方法有：

• 基本信息：

  • String getName()
  • Class<?> getReturnType()
  • Class<?>[] getParameterTypes()
  • Class<?>[] getExceptionTypes()

• 调用：Object invoke(Object obj, Object... args) 第一个参数用于指定调用类，后面的变长参数是传给函数的参数。