一、反射的应用

我们可能听过，Java编写的程序，一次编译，到处运行。这也是Java程序为什么是无关平台的所在，原因在于，java的源代码会被编译成.class文件字节码，只要装有Java虚拟机JVM的地方（Java提供了各种不同平台上的虚拟机制，第一步由Java IDE进行源代码编译，得到相应类的字节码.class文件，第二步，Java字节码由JVM执行解释给目标计算机，第三步，目标计算机将结果呈现给我们计算机用户；因此，Java并不是编译机制，而是解释机制），.class文件畅通无阻。

Java的反射机制，操作的就是这个.class文件，首先加载相应类的字节码（运行eclipse的时候，.class文件的字节码会加载到内存中），随后解剖（反射 reflect）出字节码中的构造函数、方法以及变量（字段），或者说是取出，我们先来定义一个类Animal，里面定义一些构造函数，方法，以及变量：

Animal.java:

package com.appleyk.reflect;public class Animal {public String name ="Dog";private int   age  =30 ;//默认无参构造函数public Animal(){System.out.println("Animal");}//带参数的构造函数 public Animal(String name , int age){System.out.println(name+","+age);}//公开 方法  返回类型和参数均有public String sayName(String name){return "Hello,"+name;}}

我们再定义一个测试类：

ReflectTest.java

package com.appleyk.test;public class ReflectTest {public static void main(String args[]) throws Exception{//do something }}

我们运行一下我们的项目，会发现如下：

对应内存中就是：

我们借助javap命令查看一下，这个Animal.class里面的内容是什么：

F:\Java\ReflectClass\bin\com\appleyk\reflect>javap -c Animal.class
Compiled from "Animal.java"
public class com.appleyk.reflect.Animal {public java.lang.String name;public com.appleyk.reflect.Animal();Code:0: aload_01: invokespecial #12                 // Method java/lang/Object."<init>":
()V4: aload_05: ldc           #14                 // String Dog7: putfield      #16                 // Field name:Ljava/lang/String;10: aload_011: bipush        3013: putfield      #18                 // Field age:I16: getstatic     #20                 // Field java/lang/System.out:Ljava/
io/PrintStream;19: ldc           #26                 // String Animal21: invokevirtual #28                 // Method java/io/PrintStream.printl
n:(Ljava/lang/String;)V24: returnpublic com.appleyk.reflect.Animal(java.lang.String, int);Code:0: aload_01: invokespecial #12                 // Method java/lang/Object."<init>":
()V4: aload_05: ldc           #14                 // String Dog7: putfield      #16                 // Field name:Ljava/lang/String;10: aload_011: bipush        3013: putfield      #18                 // Field age:I16: getstatic     #20                 // Field java/lang/System.out:Ljava/
io/PrintStream;19: new           #39                 // class java/lang/StringBuilder22: dup23: aload_124: invokestatic  #41                 // Method java/lang/String.valueOf:(
Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String;27: invokespecial #47                 // Method java/lang/StringBuilder."<
init>":(Ljava/lang/String;)V30: ldc           #49                 // String ,32: invokevirtual #51                 // Method java/lang/StringBuilder.ap
pend:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;35: iload_236: invokevirtual #55                 // Method java/lang/StringBuilder.ap
pend:(I)Ljava/lang/StringBuilder;39: invokevirtual #58                 // Method java/lang/StringBuilder.to
String:()Ljava/lang/String;42: invokevirtual #28                 // Method java/io/PrintStream.printl
n:(Ljava/lang/String;)V45: returnpublic java.lang.String sayName(java.lang.String);Code:0: new           #39                 // class java/lang/StringBuilder3: dup4: ldc           #64                 // String Hello,6: invokespecial #47                 // Method java/lang/StringBuilder."<
init>":(Ljava/lang/String;)V9: aload_110: invokevirtual #51                 // Method java/lang/StringBuilder.ap
pend:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;13: invokevirtual #58                 // Method java/lang/StringBuilder.to
String:()Ljava/lang/String;16: areturn
}

我们发现，字节码里面包含了类Animal的构造函数、变量以及方法，但注意，全都是public类型的，我们的定义的类的私有变量 private int age =30 哪去了？当然，既然是类的私有部分，肯定不会暴露在外面的，但是不阻碍我们通过反射获得字节码中的私有成员（本篇只举例说明私有变量（字段field），其他私有类成员同理）。

我们的类Animal在Anima.java中定义，但在Animal.class文件中，我们的Animal类阐述如下：

下面，我们来写一段demo，来演示一下，如何使用反射机制，将.class文件中的类加载出来，并解剖出字节码中对应类的相关内容（构造函数、属性、方法）：

看代码前，我们学两个小技巧：

（1）获得类的完全限定名：

copy以后，直接paste

（2）自动生成返回值对象

ReflectTest.java:

package com.appleyk.test;import java.lang.reflect.Constructor;import com.appleyk.reflect.Animal;public class ReflectTest {public static void main(String args[]) throws Exception{//do something //1、加载类 ，指定类的完全限定名：包名+类名Class c1 = Class.forName("com.appleyk.reflect.Animal");System.out.println(c1);//打印c1，发现值和字节码中的类的名称一样//2、解刨(反射)类c1的公开构造函数，且参数为null Constructor ctor1= c1.getConstructor();//3、构造函数的用途，就是创建类的对象（实例）的//除了私有构造函数外（单列模式，禁止通过构造函数创建类的实例，保证一个类只有一个实例）//ctor1.newInstance()默认生成一个Object对象,我们需要转化成我们要的Animal类对象// Object a1 = ctor1.newInstance();Animal a1 = (Animal)ctor1.newInstance(); //4、证明一下a1确实是Animal的实例，我们通过访问类中的变量来证明System.out.println(a1.name);}}

我们看下，上述demo 的执行结果：

我们接着走，获得类中的变量（字段）和方法，两种方式，一个是getXXX，一个是getDeclaredXXX，二者是有区别的，下面demo注释的很详细，并且，我们使用反射出的字段和方法，去获取相应实例的字段值和唤起方法（相当于执行某实例的方法），我们看下完整版demo：

加强版的 ReflectTest.java

package com.appleyk.test;import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;import com.appleyk.reflect.Animal;public class ReflectTest {public static void main(String args[]) throws Exception {// do somethingSystem.out.println("A(无参构造函数)--加载类、反射类的构造函数、利用构造函数new一个Animal实例instance--");// 1、加载类 ，指定类的完全限定名：包名+类名Class c1 = Class.forName("com.appleyk.reflect.Animal");System.out.println(c1);// 打印c1，发现值和字节码中的类的名称一样// 2.a、解刨(反射)类c1的公开构造函数，且参数为nullConstructor ctor1 = c1.getConstructor();// 3、构造函数的用途，就是创建类的对象（实例）的// 除了私有构造函数外（单列模式，禁止通过构造函数创建类的实例，保证一个类只有一个实例）// ctor1.newInstance()默认生成一个Object对象,我们需要转化成我们要的Animal类对象// Object a1 = ctor1.newInstance();Animal a1 = (Animal) ctor1.newInstance();// 4、证明一下a1确实是Animal的实例，我们通过访问类中的变量来证明System.out.println(a1.name);System.out.println("A(有参构造函数)--加载类、反射类的构造函数、利用构造函数new一个Animal实例instance--");// 2.b、 解刨(反射)类c1的公开构造函数，参数为string和intConstructor ctor2 = c1.getConstructor(String.class, int.class);Animal a2 = (Animal) ctor2.newInstance("Cat", 20);System.out.println("B--获得本类中的所有的字段----------------------------");// 5、获得类中的所有的字段 包括public、private和protected，不包括父类中申明的字段Field[] fields = c1.getDeclaredFields();for (Field field : fields) {System.out.println(field);}System.out.println("C--获得本类中的所有公有的字段，并获得指定对象的字段值-----");// 6、获得类中的所有的公有字段fields = c1.getFields();for (Field field : fields) {System.out.println(field + ", 字段值 = " + field.get(a1));// 注意：私有变量值，无法通过field.get(a1)进行获取值// 通过反射类中的字段name，修改name的值（注意，原值在类中name="Dog"）// 如果，字段名称等于"name"，且字段类型为String，我们就修改字段的值，也就是类中变量name的值if (field.getName() == "name" && field.getType().equals(String.class)) {String name_new = (String) field.get(a1);// 记得转换一下类型name_new = "哈士奇";// 重新给name赋值field.set(a1, name_new);// 设置当前实例a1的name值，使修改后的值生效}}System.out.println("利用反射出的字段，修改字段值，修改后的name = " + a1.name);System.out.println("D--获取本类中的所有的方法--------------------");// 7、获取本类中所有的方法 包括public、private和protected，不包括父类中申明的方法Method[] methods = c1.getDeclaredMethods();for (Method m : methods) {System.out.println(m);// 我们在类Animal中只定义了一个public方法，sayName}System.out.println("E--获取本类中的所有的公有方法，包括父类中和实现接口中的所有public方法-----------");// 8、获取类中所有公有方法，包括父类中的和实现接口中的所有public 方法methods = c1.getMethods();for (Method m : methods) {System.out.println(m);// 我们在类Animal中只定义了一个public方法，sayName}System.out.println("F--根据方法名称和参数类型获取指定方法，并唤起方法：指定所属对象a1，并给对应参数赋值-----------");// 9、唤起Method方法(执行) getMethod:第一个参数是方法名，后面跟方法参数的类Method sayName = c1.getMethod("sayName", String.class);System.out.println(sayName.invoke(a1, "Tom"));}}

我们看下对应的执行结果：

如果，你对上述执行的结果，一次性接收不了的话，建议将上述测试demo自己亲自敲一遍，先别急着一次性敲完，一点点来，按照序号来，你会发现，反射的机制，无非就是先加载对应字节码中的类，然后，根据加载类的信息，一点点的去解剖其中的内容，不管你是public的还是private的，亦或是本类的还是来自原继承关系或者实现接口中的方法，我们java的反射技术 reflect，均可以将其从字节码中拉回到现实，不仅可以得到字段的名字，我们还可以获得字段的值和修改字段的值，不仅可以得到方法的申明我们还可以拿到方法的定义和唤起方法（执行方法），当然，你会有一个这样的疑惑？

为什么new一个对象那么简单，非要用反射技术中的newInstance？

为什么，我可以直接对象a1. 变量访问变量，却非要用反射那么费劲的获得name字段呢？

为什么，我几行代码就能搞定的事情，非要用反射呢？

回到最开始我们讲的地方：

ok，解密答案之前，我们先来思考一个问题？

假设我们定义了很多类，有Animal、Person、Car..... ，如果我想要一个Animal实例，那我就new Animal（），如果另一个人想要一个Person实例，那么他需要new Person（），当然，另一个说，我只要一个Car实例，于是它要new Car（）......这样一来就导致，每个用户new的对象需求不相同，因此他们只能修改源代码，并重新编译才能生效。这种将new的对象写死在代码里的方法非常不灵活，因此，为了避免这种情况的方法，Java提供了反射机制，典型的应用如下：

我们知道Spring的IOC吧，即“控制反转”（通过第三方配置文件实现对对象的控制）。简单说是将我们设计好的对象交给容器控制，而不是直接交给程序内部进行对象的控制。

比如，在Spring中，我们经常看到：

针对上述的配置，我们Spring是怎么帮助我们实例化对象，并放到容器中去了呢？没错，就是通过反射！！！！

我们看下，下面的伪代码实现过程：

//解析<bean .../>元素的id属性得到该字符串值为"sqlSessionFactory" String idStr = "sqlSessionFactory";  //解析<bean .../>元素的class属性得到该字符串值为"org.mybatis.spring.SqlSessionFactoryBean"  String classStr = "org.mybatis.spring.SqlSessionFactoryBean";  //利用反射知识，通过classStr获取Class类对象  Class cls = Class.forName(classStr);  //实例化对象  Object obj = cls.newInstance();  //container表示Spring容器  container.put(idStr, obj);  //当一个类里面需要用另一类的对象时，我们继续下面的操作//解析<property .../>元素的name属性得到该字符串值为“dataSource”  String nameStr = "dataSource";  //解析<property .../>元素的ref属性得到该字符串值为“dataSource”  String refStr = "dataSource";  //生成将要调用setter方法名  String setterName = "set" + nameStr.substring(0, 1).toUpperCase()  + nameStr.substring(1);  //获取spring容器中名为refStr的Bean，该Bean将会作为传入参数  Object paramBean = container.get(refStr);  //获取setter方法的Method类，此处的cls是刚才反射代码得到的Class对象  Method setter = cls.getMethod(setterName, paramBean.getClass());  //调用invoke()方法，此处的obj是刚才反射代码得到的Object对象  setter.invoke(obj, paramBean);