Java反射机制API

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2023-03-14

实现 Java 反射机制的类都位于 java.lang.reflect 包中，java.lang.Class 类是 Java 反射机制 API 中的核心类。本节将从这两个方面讲解 Java 反射机制 API。

可参考《Java反射机制的基本概念》一节中介绍的关于 Java 反射机制获取类对象相关信息的方法，来学习本节内容。

java.lang.Class 类

java.lang.Class 类是实现反射的关键所在，Class 类的一个实例表示 Java 的一种数据类型，包括类、接口、枚举、注解（Annotation）、数组、基本数据类型和 void。Class 没有公有的构造方法，Class 实例是由 JVM 在类加载时自动创建的。

在程序代码中获得 Class 实例可以通过如下代码实现：

// 1. 通过类型class静态变量
Class clz1 = String.class;
String str = "Hello";
// 2. 通过对象的getClass()方法
Class clz2 = str.getClass();

每一种类型包括类和接口等，都有一个 class 静态变量可以获得 Class 实例。另外，每一个对象都有 getClass() 方法可以获得 Class 实例，该方法是由 Object 类提供的实例方法。

Class 类提供了很多方法可以获得运行时对象的相关信息，下面的程序代码展示了其中一些方法。

public class ReflectionTest01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 获得Class实例
        // 1.通过类型class静态变量
        Class clz1 = String.class;
        String str = "Hello";
        // 2.通过对象的getClass()方法
        Class clz2 = str.getClass();
        // 获得int类型Class实例
        Class clz3 = int.class;
        // 获得Integer类型Class实例
        Class clz4 = Integer.class;
        System.out.println("clz2类名称：" + clz2.getName());
        System.out.println("clz2是否为接口：" + clz2.isInterface());
        System.out.println("clz2是否为数组对象：" + clz2.isArray());
        System.out.println("clz2父类名称：" + clz2.getSuperclass().getName());
        System.out.println("clz2是否为基本类型：" + clz2.isPrimitive());
        System.out.println("clz3是否为基本类型：" + clz3.isPrimitive());
        System.out.println("clz4是否为基本类型：" + clz4.isPrimitive());
    }
}

运行结果如下：

clz2类名称：java.lang.String
clz2是否为接口：false
clz2是否为数组对象：false
clz2父类名称：java.lang.Object
clz2是否为基本类型：false
clz3是否为基本类型：true
clz4是否为基本类型：false

注意上述代码第 10 行和第 12 行的区别。int 是基本数据类型，所以输出结果为 true；Integer 是类，是引用数据类型，所以输出结果为 false。

java.lang.reflect 包

java.lang.reflect 包提供了反射中用到类，主要的类说明如下：

Constructor 类：提供类的构造方法信息。
Field 类：提供类或接口中成员变量信息。
Method 类：提供类或接口成员方法信息。
Array 类：提供了动态创建和访问 Java 数组的方法。
Modifier 类：提供类和成员访问修饰符信息。

示例代码如下：

public class ReflectionTest02 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 动态加载xx类的运行时对象
            Class c = Class.forName("java.lang.String");
            // 获取成员方法集合
            Method[] methods = c.getDeclaredMethods();
            // 遍历成员方法集合
            for (Method method : methods) {
                // 打印权限修饰符，如public、protected、private
                System.out.print(Modifier.toString(method.getModifiers()));
                // 打印返回值类型名称
                System.out.print(" " + method.getReturnType().getName() + " ");
                // 打印方法名称
                System.out.println(method.getName() + "();");
            }
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            System.out.println("找不到指定类");
        }
    }
}

上述代码第 5 行是通过 Class 的静态方法 forName(String)创建某个类的运行时对象，其中的参数是类全名字符串，如果在类路径中找不到这个类则抛出 ClassNotFoundException 异常，见代码第 17 行。

代码第 7 行是通过 Class 的实例方法 getDeclaredMethods() 返回某个类的成员方法对象数组。代码第 9 行是遍历成员方法集合，其中的元素是 Method 类型。

代码第 11 行的 method.getModifiers()方法返回访问权限修饰符常量代码，是 int 类型，例如 1 代表 public，这些数字代表的含义可以通过 Modifier.toString(int)方法转换为字符串。代码第 13 行通过 Method 的 getReturnType() 方法获得方法返回值类型，然后再调用 getName() 方法返回该类型的名称。代码第 15 行 method.getName()返回方法名称。