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2.3 反射机制

2.3.1 动态语言的概念

动态语言指程序在运行时可以改变其结构的语言，比如新的属性或方法的添加、删除等结构上的变化。JavaScript、Ruby、Python等都属于动态语言；C、C++不属于动态语言。从反射的角度来说，Java属于半动态语言。

2.3.2 反射机制的概念

反射机制指在程序运行过程中，对任意一个类都能获取其所有属性和方法，并且对任意一个对象都能调用其任意一个方法。这种动态获取类和对象的信息，以及动态调用对象的方法的功能被称为Java语言的反射机制。

2.3.3 反射的应用

Java中的对象有两种类型：编译时类型和运行时类型。编译时类型指在声明对象时所采用的类型，运行时类型指为对象赋值时所采用的类型。

在如下代码中，persion对象的编译时类型为Person，运行时类型为Student，因此无法在编译时获取在Student类中定义的方法：

Person persion = new Student();

因此，程序在编译期间无法预知该对象和类的真实信息，只能通过运行时信息来发现该对象和类的真实信息，而其真实信息（对象的属性和方法）通常通过反射机制来获取，这便是Java语言中反射机制的核心功能。

2.3.4 Java的反射API

Java的反射API主要用于在运行过程中动态生成类、接口或对象等信息，其常用API如下。

◎ Class类：用于获取类的属性、方法等信息。

◎ Field类：表示类的成员变量，用于获取和设置类中的属性值。

◎ Method类：表示类的方法，用于获取方法的描述信息或者执行某个方法。

◎ Constructor类：表示类的构造方法。

2.3.5 反射的步骤

反射的步骤如下。

（1）获取想要操作的类的Class对象，该Class对象是反射的核心，通过它可以调用类的任意方法。

（2）调用Class对象所对应的类中定义的方法，这是反射的使用阶段。

（3）使用反射API来获取并调用类的属性和方法等信息。

获取Class对象的3种方法如下。

（1）调用某个对象的getClass方法以获取该类对应的Class对象：

Person  p  =  new  Person();
Class  clazz  =  p.getClass();

（2）调用某个类的class属性以获取该类对应的Class对象：

Class clazz = Person.class;

（3）调用Class类中的forName静态方法以获取该类对应的Class对象，这是最安全、性能也最好的方法：

Class clazz=Class.forName("fullClassPath"); //fullClassPath为类的包路径及名称

我们在获得想要操作的类的Class对象后，可以通过Class类中的方法获取并查看该类中的方法和属性，具体代码如下：

//1：获取Person类的Class对象
Class  clazz  =  Class.forName("hello.java.reflect.Persion");
//2：获取Person类的所有方法的信息
Method[]  method  =  clazz.getDeclaredMethods();
for(Method  m:method){
    System.out.println(m.toString());
}
 //3：获取Person类的所有成员的属性信息
Field[]  field  =  clazz.getDeclaredFields();
for(Field  f:field){
    System.out.println(f.toString());
}
//4：获取Person类的所有构造方法的信息
Constructor[]  constructor  =  clazz.getDeclaredConstructors();
for(Constructor  c:constructor){
    System.out.println(c.toString());
}

2.3.6 创建对象的两种方式

创建对象的两种方式如下。

◎ 使用Class对象的newInstance方法创建该Class对象对应类的实例，这种方法要求该Class对象对应的类有默认的空构造器。

◎ 先使用Class对象获取指定的Constructor对象，再调用Constructor对象的newInstance方法创建Class对象对应类的实例，通过这种方法可以选定构造方法创建实例。

创建对象的具体代码如下：

//1.1：获取Person类的Class对象
Class  clazz  =  Class.forName("hello.java.reflect.Persion");
//2.1：使用newInstane方法创建对象
Person  p  =  (Person)  clazz.newInstance();
//1.2：获取构造方法并创建对象
Constructor  c  =  clazz.getDeclaredConstructor
                (String.class, String.class, int.class);
//2.2：根据构造方法创建对象并设置属性
Person p1 = (Person) c.newInstance("李四", "男",20);

2.3.7 Method的invoke方法

Method提供了关于类或接口上某个方法及如何访问该方法的信息，那么在运行的代码中如何动态调用该方法呢？答案就通过调用Method的invoke方法。我们通过invoke方法可以实现动态调用，比如可以动态传入参数及将方法参数化。具体过程为：获取对象的Method，并调用Method的invoke方法，如下所述。

（1）获取Method对象：通过调用Class对象的getMethod(String name, Class<? >... parameterTypes)返回一个Method对象，它描述了此Class对象所表示的类或接口指定的公共成员方法。name参数是String类型，用于指定所需方法的名称。parameterTypes参数是按声明顺序标识该方法的形参类型的Class对象的一个数组，如果parameterTypes为null，则按空数组处理。

（2）调用invoke方法：指通过调用Method对象的invoke方法来动态执行函数。invoke方法的具体使用代码如下：

//step 1：获取Persion类（hello.java.reflect.Persion）的Class对象
Class  clz  =  Class.forName("hello.java.reflect.Persion");
//step 2：获取Class对象中的setName方法
Method  method  =  clz.getMethod("setName", String.class);
//step 3：获取Constructor对象
Constructor  constructor  =  clz.getConstructor();
//step 4：根据Constructor定义对象
Object  object  =  constructor.newInstance(); //
//step 5：调用method的invoke方法，这里的method表示setName方法
//因此，相当于动态调用object对象的setName方法并传入alex参数
method.invoke(object,  "alex");

以上代码首先通过Class.forName方法获取Persion类的Class对象；然后调用Persion类的Class对象的getMethod("setName", String.class)获取一个method对象；接着使用Class对象获取指定的Constructor对象并调用Constructor对象的newInstance方法创建Class对象对应类的实例；最后通过调用method.invoke方法实现动态调用，这样就通过反射动态生成类的对象并调用其方法。

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