Java反射

前言

一般情况下，我们使用某个类时必定知道它是什么类，是用来做什么的，并且能够获得此类的引用。于是我们直接对这个类进行实例化，之后使用这个类对象进行操作。

反射则是一开始并不知道我要初始化的类对象是什么，自然也无法使用 new 关键字来创建对象了。这时候，我们使用 JDK 提供的反射 API 进行反射调用。

反射始于Class，Class是一个类，封装了当前对象所对应的类的信息。一个类中有属性，方法，构造器等，比如说有一个Person类，一个Order类，一个Book类，这些都是不同的类，现在需要一个类，用来描述类，这就是 Class，它应该有类名，属性，方法，构造器等。Class是用来描述类的类。

Class类是一个对象照镜子的结果，对象可以看到自己有哪些属性，方法，构造器，实现了哪些接口等等。对于每个类而言，JRE 都为其保留一个不变的 Class 类型的对象。一个 Class 对象包含了特定某个类的有关信息。对象只能由系统建立对象，一个类(而不是一个对象)在 JVM 中只会有一个Class实例。

获得 Class 对象

获取Class对象的三种方式:

通过类名获取 类名.class

1 2	Class<?> cls = int.class; Class<?> classInt = Integer.TYPE;

通过对象获取 对象名.getClass()

1 2	StringBuilder str = new StringBuilder("123"); Class<?> cls = str.getClass();

通过全类名获取 Class.forName("全类名") classLoader.loadClass("全类名")

1 2	Class<?> cls = Class.forName("xxx"); ClassLoader.getSystemClassLoader().loadClass("xxx");

判断类的实例

判断是否为某个类的实例

public boolean isInstance(Object obj) {
        if (obj == null) {
            return false;
        }
        return isAssignableFrom(obj.getClass());
    }

判断是否为某个类的类型

1	public boolean isAssignableFrom(Class<?> cls) {}

创建实例

通过反射来生成对象主要有两种方式:

使用Class对象的newInstance()方法来创建Class对象对应类的实例。
1
2
Class<?> c = String.class;
Object str = c.newInstance();

先通过Class对象获取指定的Constructor对象，再调用Constructor对象的newInstance()方法来创建实例。这种方法可以用指定的构造器构造类的实例。

//获取String所对应的Class对象
Class<?> c = String.class; //获取String类带一个String参数的构造器
Constructor constructor = c.getConstructor(String.class); //根据构造器创建实例
Object obj = constructor.newInstance("23333");

获取构造器信息

得到构造器的方法

Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes) //获得使用特殊的参数类型的public构造函数(包括父类) 
Constructor<?>[] getConstructors() //获得类的所有公共构造函数
Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes) //获得使用特定参数类型的构造函数(包括私有) 
Constructor<?>[] getDeclaredConstructors() //获得类的所有构造函数(与接入级别无关)

注：构造器的parameterTypes需要什么类型就传什么类型，不存在类型转换。如：若参数是int类型就只能传 int.class，而不能传Integer.class。

获取类的成员变量(字段)信息

获得字段信息的方法

Field getField(String name) //获取类指定的public字段
Field[] getFields() //获取类所有public字段，包括父类
native Field getDeclaredField(String name) //获取类指定的字段
native Field[] getDeclaredFields() //获取当前类所有(public/protected/default/private)字段，不包括父类

调用方法

获得方法信息的方法

Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes) //获得指定命名和参数类型的公共方法
Method[] getMethods() //获得所有的公共方法，包括父类
Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes) //获得指定命名和参数类型的方法
Method[] getDeclaredMethods() //获得当前类所有的方法，不包括父类

当我们从类中获取了一个方法后，我们就可以用 invoke() 方法来调用这个方法。 invoke 方法的原型为:

1	public native Object invoke(Object obj, Object... args)

注：在调用私有方法或设置私有属性值前，需设置方法或属性可访问setAccessible(true)。

反射创建数组

通过Array.newInstance()创建数组对象，它的原型是:

1	public static Object newInstance(Class<?> componentType, int length)

三、反射泛型

获取泛型真实类型

当我们对一个泛型类进行反射时，需要得到泛型中的真实数据类型，来完成如json反序列化的操作。此时需要通过 Type 体系来完成。 Type 接口包含了一个实现类Class<T>和四个实现接口，分别是:

TypeVariable 泛型类型变量，可获得泛型上限等信息。
ParameterizedType 具体的泛型类型，可以获得元数据中泛型签名类型(泛型真实类型)。
GenericArrayType 当需要描述的类型是泛型类的数组时，可获得数组元素类型，比如List<String>[]。
WildcardType 通配符泛型，获得上下限信息。

Gson反序列化

public static void main(String[] args) {
		Response<Data> dataResponse = new Response(new Data("数据"), 1, "成功");
		Gson gson = new Gson();
		String json = gson.toJson(dataResponse); System.out.println(json);
		//为什么TypeToken要定义为抽象类或受保护的构造方法?
		Response<Data> resp = gson.fromJson(json, 
		               new TypeToken<Response<Data>>() {}.getType());
	  System.out.println(resp.data.result);
}

在进行GSON反序列化时，存在泛型时，可以借助 TypeToken 获取Type以完成泛型的反序列化。但是为什么 TypeToken 要被定义为抽象类或受保护的构造方法呢?

因为只有定义为抽象类或受保护的构造方法，这样在使用时，需要创建对应的实现类，此时确定泛型类型，编译才能够将泛型 signature信息记录到Class元数据中。

SongHang's Blog