news 2026/5/9 3:39:58

深入理解Java反射机制及其实现,零基础从小白到精通,收藏这篇就够了

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张小明

前端开发工程师

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深入理解Java反射机制及其实现,零基础从小白到精通,收藏这篇就够了

前言

之前学习的时候有看到过java反射方面的内容,当时以为觉得理解了那些内容,后来才发现时间一长就遗忘了,等用到的时候就到处翻找之前的资料又重新看了一遍,现在还是把这些东西给写出来,下次找的时候就可以很方便了,帮助自己记忆。

实现

说到反射,我们就不得不提Class类了,我们以前都是定义一个类,如下:

class Person(){ /////// }

这里我们需要明白的是,我们所定义的这个类Person其实就是Class类的一个对象,这里可能就糊涂了,明明Person是类,怎么是对象呢?

这里我们看一下官方API给出的关于Class类的说明:

Class 类的实例表示正在运行的 Java 应用程序中的类和接口。枚举是一种类,注释是一种接口。每个数组属于被映射为 Class 对象的一个类,所有具有相同元素类型和维数的数组都共享该 Class 对象。基本的 Java 类型(boolean、byte、char、short、int、long、float 和 double)和关键字 void 也表示为 Class 对象。
Class 没有公共构造方法。Class 对象是在加载类时由 Java 虚拟机以及通过调用类加载器中的 defineClass 方法自动构造的。

说的应该很清楚了,Class类的实例也就是对象是java程序中的类和接口,我们定义了一个类也即是生成了Class类的一个 对象。
因为Class没有公共的构造方法,所以我们该怎么去得到一个Class的对象呢?
原来每一个类都有一个Class的对象代表当前类在内存中的引用,我们只要得到这个Class对象就可以了。而得到Class对象有三种方式,这里我们已Person类为例来得到Person类的Class对象。

  • Class cla = Person.class

  • Person p = new Person();
    Class cla = p.getClass();

  • Class cla = Class.forName(“com.example.model.Person”);

以上三种方式我们都可以得到Class对象,第一种就是直接用Person类调用其静态变量class也即是Class的对象,第二种是通过Person的一个对象调用getClass()方法来得到Class对象,第三种也是最常用的一种,通过Person类的完整类名的字符串调用Class类的静态方法forName来得到Class对象,此时cla对象也就是Person类在内存中的引用,通过cla我们同样可以生成Person类的一个对象,如下所示:

public Person(){ System.out.println("默认的构造函数被调用"); }
public void test1(){ Class cla = Person.class; Person p = null; try { p = (Person) cla.newInstance(); } catch (Exception e) {} }

test1的运行结果为:

我们就可以看到,Person的构造函数被执行了,因为我们调用了Class类的newInstance方法,该方法在API的解释是:

所以我们就通过cla对象得到了Person类的一个对象。这也就意味着,你给我一个完整的类名的字符串,我通过Class类就可以得到该类的一个对象,这是什么有用的。

上面我们只是调用Person类的默认构造方法,但是实际我们的构造方法都是有参数的,那么我们该怎么通过Class来调用参数的构造方法来得到Person类的对象?
别急,这里我们就要说另一个类了,也是在反射中十分重要的一个类:Constructor

我们可以看到,Constructor提供关于类的单个构造方法的信息,也即是说我们得到了Constructor的对象就得到了类的构造方法,然后通过Constructor来调用构造方法是不是就得到了类的对象呢?
在Class类的方法中,有几个方法是关于Constructor的:



其中前两个方法得到是public类型的构造方法,后面得到了是所有的构造方法包括private类型在内。

public Person(String name){ System.out.println("name = " + name); } private Person(int age){ System.out.println("age = " + age); }

这里我们再给出两个构造方法,一个带有String类型的参数,另一个是int类型的并且是私有的构造方法。我们可以测试一下:

public void test2() throws Exception{ //得到字节码 Class cla = Class.forName("com.example.model.Person"); //调用无参的构造方法 Constructor con1 = cla.getConstructor(null); Person p1 = (Person) con1.newInstance(null); //调用参数为String类型的构造方法 Constructor con2 = cla.getConstructor(String.class); Person p2 = (Person) con2.newInstance("Tom"); //调用参数为int类型的私有构造方法 Constructor con3 = cla.getDeclaredConstructor(int.class); con3.setAccessible(true); Person p3 = (Person) con3.newInstance(18); }

运行结果如下:

可以看到,我们确实调用了不同的构造方法连同私有的构造方法一起。

反射方法

我们不仅可以反射构造方法,我们同样可以反射实例方法,通过方法名来直接调用方法。下面是我定义的几个方法:

public void m1(){ System.out.println("方法m1被调用"); } public void m2(String name){ System.out.println("方法m2被调用"+" name= "+name); } private void m3(){ System.out.println("私有方法m3被调用"); } public static void m4(){ System.out.println("静态方法m4被调用"); }

然后通过下面的代码去测试一下:

public void test3() throws Exception{ Class cla = Person.class; Person p = (Person) cla.newInstance(); //得到方法m1 Method m1 = cla.getMethod("m1", null); m1.invoke(p, null); //得到方法m2 Method m2 = cla.getMethod("m2", String.class); m2.invoke(p, "Tom"); //得到私有方法m3 Method m3 = cla.getDeclaredMethod("m3", null); m3.setAccessible(true); m3.invoke(p, null); //得到私有方法m4 Method m4 = cla.getMethod("m4", null); m4.invoke(null, null); }

运行结果如下:

可以看到所有的方法都成功调用了。通过方法名,我们就可以调用相应的方法。

反射字段

public String name = "JcMan";

我们定义一个字段,然后我们通过Class来得到这个字段的值。

public void test4() throws Exception{ Class cla = Person.class; Person p = (Person) cla.newInstance(); Field f = cla.getField("name"); String name = (String) f.get(p); System.out.println(name); }

运行结果就不用说了。

小结

java的反射机制实在是强大如斯,至于它的应用我也是在某一个开发中用到了一点,但是我却只能用惊叹一次来形容了,精妙的用法,当然一些小的程序是不需要用到了,大的程序自己又暂时不能把握住,所以对反射了解就局限于上面所述,如果有机会,我就把在程序中用到的那部分反射内容介绍给大家。


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