【JVM】堆（Heap）上有什么？Class对象到反射

在文章开头，我们先看看反射是什么？

Java反射就是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法 可以简单理解为，在运行状态下，控制台输入一个（全）类名就可以得到一个该类对象，或者获取到该类的信息可以实现类的动态加载对于任意一个对象，都能够调用它的任意方法和属性；并且能改变它的属性。 而这也是Java被视为动态或准动态语言的一个关键性质。（为啥要说是准动态，因为一般而言的动态语言定义是程序运行时，允许改变程序结构或变量类型，这种语言称为动态语言。从这个观点看，Perl，Python，Ruby是动态语言，C++，Java，C#不是动态语言。）

既然反射这么nb，那么Java是怎么实现反射的呢？答：依靠Class对象。

Java有两种对象，第一种是实例对象，第二种是Class对象，每一个类运行的类型信息就是用Class对象表示的，每一个对象都有一个到 java.lang.Class（用于描述对象的结构）的实例的引用。

Class类没有公共的构造方法，Class对象是在类加载的时候由Java虚拟机以及通过调用类加载器中的 defineClass 方法自动构造的，因此不能显式地声明一个Class对象。

1.如何获取Class对象？

Class对象有三种获取方式：

Class.forName（“全类名”） 将字节码文件加载进内存，返回Class对象。多用于配置文件，将类名定义在配置文件中，读取文件，加载类。 类名.class 通过类名的属性class获取。多用于参数的传递。 对象.getClass（） getclass方法在object类中定义。多用与对象的获取字节码的方式。

这里再强调一次，同一个字节码文件（*.class）在一次程序运行过程中，只会被加载一次，所以无论通过哪一种方式获取的class对象都是一个。三种方式的代码示例如下：

public class Demo { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException { // 1.通过Class.forName获取Class对象 Class aClass = Class.forName("com.xupt.yzh.entity.Persion"); // 2.通过类名.class获取Class对象 Class bClass = Persion.class; // 3.通过对象.getClass获取Class对象 Persion persion = new Persion(); Class cClass = persion.getClass(); Persion persion1= new Persion(); Class dClass = persion.getClass(); persion1.getClass(); System.out.println(persion==persion1); // false System.out.println(aClass==bClass); // true System.out.println(aClass==dClass); // true System.out.println(aClass==cClass); // true System.out.println(cClass==dClass); // true } }

2.Class对象有什么用？

Class中的方法有很多，但是最常用的就三种：获取字段(Filed对象)，获取构造器(Constructor对象)，获取方法(Method对象)。下面就通过代码示例来逐个说明…

// Person的Class对象是后面示例的主角 public class Person { public String name; private int age; // 两个构造方法，带参和空参 public Person(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public Person() { } // get、set public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } // 两个额外方法 public void eat(){ System.out.println("eat...."); } public void hello(String a){ System.out.println("say"+ a); } }

可以看到Person有两个成员变量，还有一个是private私有的，但是在反射面前，没有什么私有共有之分，向下看！

3.1 获取Filed，然后设置值

// Class获取Filed对象： Field[] getFields() // 获取public的所有成员变量 Field getField(String name) // 根据属性名获取指定Field Field[] getDeclaredFields() // 获取private的所有成员变量 Field getDeclaredField(String name) // 根据属性名获取指定private的Field --------------------------------------------------------------------- // Filed的核心方法： Object get(Object obj) // 获取指定对象(obj)当前Filed的值 void set(Object obj, Object value) // 设置指定对象(obj)当前Filed为value void setAccessible(boolean flag) // 在对private变量操作前，必须设置Accessible为true（该方法在父类AccessibleObject中）

示例代码如下：

public class TestField { public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException{ // 通过类名拿到Class对象 Class p = Person.class; // Class#getFields:获取public 字段Filed[] Field[] fields = p.getFields(); for (Field f:fields) { System.out.println(f); } System.out.println("-------------------------"); // Class#getField(name): 获取指定字段Field Field field = p.getField("name"); Person person = new Person(); // Field#get(Obj):获取指定对象的当前字段值 Object name = field.get(person); System.out.println(name); // Field#set(obj,value)：设置一个对象的当前字段值 field.set(person,"zhangsan"); System.out.println(person); // Class#getDeclaredFields：获取所有成员变量，不考虑修饰符Field[] Field[] declaredFields = p.getDeclaredFields(); for (Field field1:declaredFields) { System.out.println(field1); } System.out.println("-------------------------"); // Class#getDeclaredField(name)：获取指定private字段Field Field field1 = p.getDeclaredField("age"); // Filed#setAccessible：暴力反射，在对private字段操作前必须设置Accessible为true field1.setAccessible(true); Person person1 =new Person(); Object o = field1.get(person1); System.out.println(o); } }

运行结果：

3.2 获取Constructor ，然后构造新对象

// Class获取Constructor对象 Constructor<?>[] getConstructors() // 获取所有public构造器 Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes) // 根据参数返回public构造器 Constructor<?>[] getDeclaredConstructors() // 获取所有private构造器 Constructor<?>[] getDeclaredConstructors() // 根据参数返回private构造器 T newInstance() // 通过空参构造创建一个对象（注：类中必须要有空参构造） ------------------------------------------------------------------------------------------------------ // Constructor的核心方法： T newInstance(Object ... initargs) // 通过Constructor构造一个对象（注：可变参数，所以可以空参构造时不用传参数）

示例代码：

public class TestConstructor{ public static void main(String[] args) throws Exception { // 通过对象获取Class对象 Class personClass = Person.class; // Class#getConstructor（Class paramType...)：获取指定构造器Constructor，要传入参数类型的Class对象 Constructor constructor = personClass.getConstructor(String.class, int.class); System.out.println(constructor); // Constructor#newInstance(param)：用构造方法创建一个对象 Object asd = constructor.newInstance("asd", 10); System.out.println(asd); // Class#newInstance：空参构造方法创建对象 Object o = personClass.newInstance(); System.out.println(o); } }

运行结果：

3.3 获取Method，然后执行

// Class获取Method对象： Method[] getMethods() // 获取所有public方法 Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes) // 根据方法名和类型获取public方法（注：只传入类型或方法名并不能唯一确定一个参数） Method[] getDeclaredMethods() // 获取所有private方法 Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes) // 根据方法名和类型获取private方法 ------------------------------------------------------------------------------------------ // Method的核心方法： Object invoke(Object obj, Object... args) // 执行方法，传入执行的对象(obj)和参数(可变参数)，返回执行结果

示例代码：

public class TestMethod{ public static void main(String[] args) throws Exception { // 获取Class对象 Class<Person> personClass = Person.class; // Class#getMethod（name）：同过方法名获取方法Method Method method = personClass.getMethod("eat"); Person person = new Person(); // Method#invoke(obj)：执行方法 method.invoke(person); System.out.println("----------------"); Method hello = personClass.getMethod("hello", String.class); // Method#invoke(obj,param)：执行方法，并传入参数 hello.invoke(person,"hello"); } }

运行结果：