精通 Java 反射 API：实战指南与代码示例

什么是 Java 反射？

Java 反射是在运行时分析和修改类所有能力的过程。反射 API 用于在运行时操作类及其成员，包括字段、方法、构造器等。

反射 API 优势之一：能操作类的私有成员。

java.lang.reflect 包提供多类实现反射。java.lang.Class 类方法用于收集特定类的完整元数据。

本教程学习：

• 什么是反射
• java.lang.reflect 包中的类
• java.lang.Class 常用方法
• 如何获取类完整信息
• 示例 1：获取类元数据
• 示例 2：获取变量元数据
• 示例 3：获取方法元数据
• 示例 4：获取构造器元数据

java.lang.reflect 包中的类

实现反射的各类：

• Field：收集变量声明信息（数据类型、访问修饰符、名称、值）。
• Method：收集方法声明信息（访问修饰符、返回类型、名称、参数类型、异常类型）。
• Constructor：收集构造器声明信息（访问修饰符、名称、参数类型）。
• Modifier：收集特定访问修饰符信息。

java.lang.Class 常用方法

• Public String getName()：返回类名。
• public Class getSuperclass()：返回父类引用。
• Public Class[] getInterfaces()：返回指定类实现的接口数组。
• Public int getModifiers()：返回表示指定类修饰符的整数，需传给 public static String toString(int i) 获取访问说明符。

如何获取类完整信息

获取类的变量、方法、构造器信息，需创建类对象。

public class Guru99ClassObjectCreation { public static void main (String[] args) throws ClassNotFoundException { //1 - 用 Class.forName() 方法 Class c1 = Class.forName("Guru99ClassObjectCreation"); //2- 用 getClass() 方法 Guru99ClassObjectCreation guru99Obj = new Guru99ClassObjectCreation(); Class c2 = guru99Obj.getClass(); //3- 用 .class Class c3= Guru99ClassObjectCreation.class; } } 

以下示例展示创建 "class" 类对象的不同方式：

示例 1：获取类元数据

演示获取类名、父类名、实现接口、访问修饰符等元数据。

目标类 Guru99Base.class：

import java.io.Serializable; public abstract class Guru99Base implements Serializable,Cloneable { } 

1. 类名：Guru99Base
2. 访问修饰符：public 和 abstract
3. 实现接口：Serializable 和 Cloneable
4. 未显式继承类，父类为：java.lang.Object

下面类获取 Guru99Base.class 元数据并打印：

import java.lang.reflect.Modifier; public class Guru99GetclassMetaData { public static void main (String [] args) throws ClassNotFoundException { // 创建 Guru99Base.class 的 Class 对象 Class guru99ClassObj = Guru99Base.class; // 打印类名 system.out.println("Name of the class is : " +guru99ClassObj.getName()); // 打印父类名 system.out.println("Name of the super class is : " +guru99ClassObj.getSuperclass().getName()); // 用 getInterfaces() 以 Class 数组获取实现接口列表 class[] guru99InterfaceList = guru99classObj.getInterfaces(); // 用 foreach 循环打印实现接口 system.out.print("Implemented interfaces are : "); for (Class guru99class1 : quru99 InterfaceList) { system.out.print guru99class1.getName() + " "); } system.out.println(); // 用 getModifiers() 和 Modifier.toString() 获取访问修饰符 int guru99AccessModifier= guru99classObj.getModifiers(); // 打印访问修饰符 System.Out.println("Access modifiers of the class are : " +Modifier.tostring(guru99AccessModifier)); } } 

1. 用 getName 打印类名
2. 用 getSuperClass().getName() 打印父类名
3. 打印实现接口名
4. 打印类使用的访问修饰符

示例 2：获取变量元数据

演示获取变量元数据。

创建含变量的类 Guru99VariableMetaData.class：

package guru; public class Guru99VariableMetaData { public static int guru99IntVar1=1111; static int guru99IntVar2=2222; static String guru99StringVar1="guru99.com"; static String guru99StringVar2="Learning Reflection API"; } 

获取上述类变量元数据步骤：

1. 创建上述类对象即 Guru99VariableMetaData.class：

    Guru99VariableMetaData guru99ClassVar = new Guru99VariableMetaData(); Class guru99ClassObjVar = guru99ClassVar.getClass();

2. 用 getFields() 或 getDeclaredFields() 以 Field 数组获取元数据：

   Field[] guru99Field1= guru99ClassObjVar .getFields(); Field[] guru99Fiel2= guru99ClassObjVar .getDeclaredFields();

getFields() 返回指定类及其父类的 public 变量元数据。

getDeclaredFields() 返回仅指定类的所有变量元数据。

3. 用 "public String getName()" 获取变量名。
4. 用 "public Class getType()" 获取变量数据类型。
5. 用 "public xxx get (Field)" 获取变量值。

   xxx 为要获取值的类型（byte、short 等）。

6. 用 getModifier() 和 Modifier.toString(int i) 获取变量访问修饰符。

   下面类获取 Guru99VariableMetaData.class 变量元数据：

   

   package guru; import java.lang.reflect.Field; public class Guru99VariableMetaDataTest { public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException { // 创建 Guru99VariableMetaData.class 类对象 Guru99VariableMetaData guru99ClassVar = new Guru99VariableMetaData(); Class guru99ClassObjVar = guru99ClassVar.getClass(); // 获取 Guru99VariableMetaData 类所有字段元数据 Field[] guru99Field1= guru99ClassObjVar.getDeclaredFields(); // 打印指定类变量名、数据类型、访问修饰符、值 for(Field field : guru99Field1) { System.out.println("Variable name : "+field.getName()); System.out.println("Datatypes of the variable :"+field.getType()); int guru99AccessModifiers = field.getModifiers(); System.out.printlln("Access Modifiers of the variable : "+Modifier.toString(guru99AccessModifiers)); System.out.println("Value of the variable : "+field.get(guru99ClassVar)); System.out.println(); system.out.println("* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *") ; } } } 

1. 创建 Guru99VariableMetaData.class 类对象
2. 以 Field 数组获取所有变量元数据
3. 打印 Guru99VariableMetaData.class 所有变量名
4. 打印 Guru99VariableMetaData.class 所有变量数据类型
5. 打印 Guru99VariableMetaData.class 所有变量访问修饰符
6. 打印 Guru99VariableMetaData.class 所有变量值



示例 3：获取方法元数据

演示获取方法元数据。

创建含方法的类 Guru99MethodMetaData.class：



package guru; import java.sql.SQLException; public class Guru99MethodMetaData { public void guru99Add(int firstElement, int secondElement , String result) throws ClassNotFoundException, ClassCastException{ System.out.println("Demo method for Reflextion API"); } public String guru99Search(String searchString) throws ArithmeticException, InterruptedException{ System.out.println("Demo method for Reflection API"); return null; } public void guru99Delete(String deleteString) throws SQLException{ System.out.println("Demo method for Reflection API"); } }

获取上述类方法元数据步骤：

1. 创建类对象：

   Guru99MethodMetaData guru99ClassVar = new Guru99MethodMetaData (); Class guru99ClassObjVar = guru99ClassVar.getClass();

2. 用 getMethods() 和 getDeclaredMethods() 以 Method 数组获取方法信息：

   Method[] guru99 Method 1= guru99ClassObjVar .get Methods(); Method [] guru99 Method 2= guru99ClassObjVar .getDeclared Method s();

   getMethods() 返回指定类及其父类的 public 方法元数据。

   getDeclaredMethods() 返回仅指定类的所有方法元数据。

3. 用 getName() 获取方法名。
4. 用 getReturnType() 获取返回类型。
5. 用 getModifiers() 和 Modifiers.toString(int i) 获取访问修饰符。
6. 用 getParameterTypes() 获取参数类型（返回 Class 数组）。
7. 用 getExceptionTypes() 获取抛出异常（返回 Class 数组）。

下面类获取 Guru99MethodMetaData.class 方法元数据：



package guru; import java.lang.reflect.Method; import java.lang.reflect.Modifier; public class Guru99MethodMetaDataTest { public static void main (String[] args) { // 创建 Guru99MethodMetaData.class 类对象 class guru99ClassObj = Guru99MethodMetaData.class; // 用 getDeclaredMethods() 获取类所有方法元数据 Method[] guru99Methods=guru99classObj.getDeclaredMethods(); for(Method method : guru99Methods) { // 打印方法名 System.out.println("Name of the method : "+method.getName()); // 打印返回类型 System.out.println("Return type of the method : "+method.getReturnType()); // 获取并打印访问修饰符 int guru99ModifierList = method.getModifiers(); System.Out.printlin ("Method access modifiers : "+Modifier.toString(guru99ModifierList)); // 获取并打印参数类型 Class[] guru99ParamList= method.getParameterTypes(); system.out.print ("Method parameter types : "); for (Class class1 : guru99ParamList){ System.out.println(class1.getName()+" "); } System.out.println(); // 获取并打印方法抛出异常 Class[] guru99ExceptionList = method. getExceptionTypes(); system.out.print("Excpetion thrown by method :"); for (Class class1 : guru99ExceptionList) { System.out.println (class1.getName() +" "): } System.Out.println(); system.out.println("* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * "); } } } 

1. 创建 Guru99MethodMetaData.class 类对象
2. 以 Method 数组获取所有方法元数据
3. 打印 Guru99MethodMetaData.class 所有方法名
4. 打印 Guru99MethodMetaData.class 所有方法返回类型
5. 打印 Guru99MethodMetaData.class 所有方法访问修饰符
6. 打印 Guru99MethodMetaData.class 所有方法参数类型
7. 打印 Guru99MethodMetaData.class 所有方法抛出异常





示例 4：获取构造器元数据

演示获取构造器元数据。

创建含不同构造器的类 Guru99Constructor.class：



package guru; import java.rmi.RemoteException; import java.sql.SQLException; public class Guru99Constructor { public Guru99Constructor(int no) throws ClassCastException ,ArithmeticException{ } public Guru99Constructor(int no, String name) throws RemoteException ,SQLException{ } public Guru99Constructor(int no, String name, String address) throws InterruptedException{ } }

下面类获取 Guru99Constructor.class 构造器元数据：



package guru; import java.lang.reflect.Constructor; public class Guru99ConstructorMetaDataTest { public static void main (String[] args) { // 创建 Guru99Constructor.class 类对象 Class guru99Class=Guru99Constructor.class; // 以 Constructor 数组获取所有构造器信息 Constructor[] guru99ConstructorList = guru99Class.getConstructors(); for (Constructor constructor : guru99ConstructorList) { // 打印每个构造器名 System.out.println("Constrcutor name : "+constructor.getName()); // 获取并打印访问修饰符 int guru99Modifiers= constructor.getModifiers(); System.Out.printlin ("Constrctor modifier : "+Modifier.toString(guru99Modifiers)); // 获取并打印参数类型 Class[] guru99ParamList=constructor.getParameterTypes(); System.out.print ("Constrctor parameter types :"); for (Class class1 : guru99ParamList) { System.out.println(class1.getName() +" "); } System. out.println(); // 获取并打印构造器抛出异常 Class[] guru99ExceptionList=constructor.getFxceptionTypes(); System.out.println("Exception thrown by constructors :"); for (Class class1 : guru99ExceptionList) { System.out.println(class1.getName() +" "); } System.out.println(); System.out.println("*******************************************"); } } } 

1. 创建 Guru99Constructor.class 类对象
2. 以 Constructor 数组获取所有构造器元数据
3. 打印 Guru99Constructor.class 所有构造器名
4. 打印 Guru99Constructor.class 所有构造器访问修饰符
5. 打印 Guru99Constructor.class 所有构造器参数类型
6. 打印 Guru99Constructor.class 所有构造器抛出异常





总结：

• Java 反射编程助于检索和修改类及类成员（变量、方法、构造器）信息。
• 反射 API 通过 java.lang.reflect 包类和 java.lang.Class 类方法实现。
• java.lang.Class 常用方法：getName()、getSuperclass()、getInterfaces()、getModifiers() 等。
• java.lang.reflect 常用类：Field、Method、Constructor、Modifier 等。
• 反射 API 可访问类私有方法和变量，可能构成安全威胁。
• 反射 API 是 Java 提供的强大能力，但伴随性能开销、安全漏洞、权限问题，应作为最后手段使用。