那些你不知道的“反射”技术

一. 反射概念

我们知道，在物理层面上，反射是一种光学现象，是指光在传播到不同物质时，在分界面上改变传播方向后又返回原来物质中的现象。

而在Java中，反射是一种机制，而不是一种现象。反射机制指的是程序在运行时能够动态获取类对象的属性，和调用类对象的方法。

Java中的编译类型有两种：

静态编译：在编译时确定类型，绑定对象即通过。
动态编译：运行时确定类型，绑定对象。动态编译最大限度地发挥了Java的灵活性，体现了多态的应用，可以减低类之间的耦合性。

使用反射可以赋予 JVM 动态编译的能力，否则类的元数据信息只能用静态编译的方式实现。

二. 反射API

在Java中，JDK为我们提供了一些反射相关的API，如下表所示：

接下来我们就来看看反射到底怎么用。

三. 具体使用

1. 常规实现

我们知道，在Java中的实体类总会有一些固定的方法，比如每个属性的 get()、set()方法，还有初始化属性创建对象的构造方法，打印对象信息的toString()等方法。假如我们在没有使用注解的情况下，需要创建2个普通的实体类：Cat、Dog，代码如下所示：

<pre class="prettyprint hljs java" style="padding: 0.5em; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, &quot;Courier New&quot;, monospace; color: rgb(68, 68, 68); border-radius: 4px; display: block; margin: 0px 0px 1.5em; font-size: 14px; line-height: 1.5em; word-break: break-all; overflow-wrap: break-word; white-space: pre; background-color: rgb(246, 246, 246); border: none; overflow-x: auto;">public class Cat { private String name; private int age; public Cat() {
    } public Cat(String name, int age) { this.name = name; this.age = age;
    } 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;
    } @Override public String toString() { return "Cat{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + '}';
    }
}

<pre class="prettyprint hljs java" style="padding: 0.5em; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, &quot;Courier New&quot;, monospace; color: rgb(68, 68, 68); border-radius: 4px; display: block; margin: 0px 0px 1.5em; font-size: 14px; line-height: 1.5em; word-break: break-all; overflow-wrap: break-word; white-space: pre; background-color: rgb(246, 246, 246); border: none; overflow-x: auto;">public class Dog{ private String name; private int age; public Dog() {
    } public Dog(String name, int age) { this.name = name; this.age = age;
    } 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;
    } @Override public String toString() { return "Dog{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + '}';
    }
}

我们想在案例代码中创建对象并打印对象信息，如下所示：

<pre class="prettyprint hljs cs" style="padding: 0.5em; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, &quot;Courier New&quot;, monospace; color: rgb(68, 68, 68); border-radius: 4px; display: block; margin: 0px 0px 1.5em; font-size: 14px; line-height: 1.5em; word-break: break-all; overflow-wrap: break-word; white-space: pre; background-color: rgb(246, 246, 246); border: none; overflow-x: auto;">public class Demo01 { public static void main(String[] args){
        Cat cat = new Cat("招财", 1);
        System.out.println(cat.toString());

        Dog dog = new Dog("旺财",2);
        System.out.println(dog.toString());
    }
}

在上面这两个实体类中，都存在着名字相同、但方法体不同的toString()方法。如果我们在实体类中不重写toString() ，直接通过对象调用 toString()，打印的结果不会是对象的信息。

我们可以使用反射给两个实体类，甚至更多的实体类自动加上toString()方法，从而达到减少代码量的目的。

2. 反射实现

2.1 创建父类BaseEntity

首先我们创建一个父类BaseEntity

<pre class="prettyprint hljs gradle" style="padding: 0.5em; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, &quot;Courier New&quot;, monospace; color: rgb(68, 68, 68); border-radius: 4px; display: block; margin: 0px 0px 1.5em; font-size: 14px; line-height: 1.5em; word-break: break-all; overflow-wrap: break-word; white-space: pre; background-color: rgb(246, 246, 246); border: none; overflow-x: auto;">public class BaseEntity { @Override public String toString() { //1.获取反射对象 Class<? extends BaseEntity> clazz = this.getClass(); //2.创建 StringBuffer 对象拼接字符串 StringBuffer sb = new StringBuffer(); //3.通过 getSimpleName() 获取类名并拼接 sb.append(clazz.getSimpleName()); //拼接大括号 sb.append("{"); //4.获取所有成员变量对象 Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
        Object value = null; for (int i = 0; i < fields.length; i++) { //5.获取成员变量对象 Field field = fields[i]; //6.打开访问权限 field.setAccessible(true); //7.通过 getName() 获取属性名并拼接 sb.append(getName());
            sb.append("="); //8.通过 get() 传递 this 获取对象的属性值 try {
                value = field.get(this);
            } catch (IllegalAccessException e) {
                e.printStackTrace();
            } //9.判断是否为 String 类型的属性，是则添加单引号 if(field.getType() == String.class){
                sb.append("'");
                sb.append(value);
                sb.append("'");
            }else{
                sb.append(value);
            } //10.判断是否为最后一个属性对象 if(i == fields.length-1){
                sb.append("}");
            }else{
                sb.append(", ");
            }
        } //11.通过 toString() 转换成字符串并返回 return sb.toString();
    }
}

2.2 继承父类

然后将两个实体类 Cat 和 Dog，都继承 BaseEntity且不重写 toString()方法。

<pre class="prettyprint hljs java" style="padding: 0.5em; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, &quot;Courier New&quot;, monospace; color: rgb(68, 68, 68); border-radius: 4px; display: block; margin: 0px 0px 1.5em; font-size: 14px; line-height: 1.5em; word-break: break-all; overflow-wrap: break-word; white-space: pre; background-color: rgb(246, 246, 246); border: none; overflow-x: auto;">public class Cat extends BaseEntity{ private String name; private int age; public Cat() {
    } public Cat(String name, int age) { this.name = name; this.age = age;
    } 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;
    }
}

<pre class="prettyprint hljs java" style="padding: 0.5em; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, &quot;Courier New&quot;, monospace; color: rgb(68, 68, 68); border-radius: 4px; display: block; margin: 0px 0px 1.5em; font-size: 14px; line-height: 1.5em; word-break: break-all; overflow-wrap: break-word; white-space: pre; background-color: rgb(246, 246, 246); border: none; overflow-x: auto;">public class Dog extends BaseEntity{ private String name; private int age; public Dog() {
    } public Dog(String name, int age) { this.name = name; this.age = age;
    } 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;
    }
}

2.3 运行测试

接下来在案例类中创建对象并打印对象信息，这里会发现打印结果不再是之前没有 toString() 的情况，而是会分别打印出各自对象的信息。

<pre class="prettyprint hljs cs" style="padding: 0.5em; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, &quot;Courier New&quot;, monospace; color: rgb(68, 68, 68); border-radius: 4px; display: block; margin: 0px 0px 1.5em; font-size: 14px; line-height: 1.5em; word-break: break-all; overflow-wrap: break-word; white-space: pre; background-color: rgb(246, 246, 246); border: none; overflow-x: auto;">public class Demo01 { public static void main(String[] args){
        Cat cat = new Cat("招财", 1);
        System.out.println(cat.toString());

        Dog dog = new Dog("旺财",2);
        System.out.println(dog.toString());
    }
}