访问字段

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对任意的一个 Object 实例，只要我们获取了它的Class，就可以获取它的一切信息。

我们先看看如何通过 Class 实例获取字段信息。Class类提供了以下几个方法来获取字段：

Field getField(name)：根据字段名获取某个 public 的 field（包括父类）
Field getDeclaredField(name)：根据字段名获取当前类的某个 field（不包括父类）
Field[] getFields()：获取所有 public 的 field（包括父类）
Field[] getDeclaredFields()：获取当前类的所有 field（不包括父类）

我们来看一下示例代码：

// reflection
public class Main {public static void main(String[] args) throws Exception {Class stdClass = Student.class;
        // 获取 public 字段 "score":
        System.out.println(stdClass.getField("score"));
        // 获取继承的 public 字段 "name":
        System.out.println(stdClass.getField("name"));
        // 获取 private 字段 "grade":
        System.out.println(stdClass.getDeclaredField("grade"));
    }
}

class Student extends Person {public int score;
    private int grade;
}

class Person {public String name;
}

上述代码首先获取 Student 的Class实例，然后，分别获取 public 字段、继承的 public 字段以及 private 字段，打印出的 Field 类似：

public int Student.score
public java.lang.String Person.name
private int Student.grade

一个 Field 对象包含了一个字段的所有信息：

getName()：返回字段名称，例如，"name"；
getType()：返回字段类型，也是一个 Class 实例，例如，String.class；
getModifiers()：返回字段的修饰符，它是一个int，不同的 bit 表示不同的含义。

以 String 类的 value 字段为例，它的定义是：

public final class String {private final byte[] value;}

我们用反射获取该字段的信息，代码如下：

Field f = String.class.getDeclaredField("value");
f.getName(); // "value"
f.getType(); // class [B 表示 byte[]类型
int m = f.getModifiers();
Modifier.isFinal(m); // true
Modifier.isPublic(m); // false
Modifier.isProtected(m); // false
Modifier.isPrivate(m); // true
Modifier.isStatic(m); // false

利用反射拿到字段的一个 Field 实例只是第一步，我们还可以拿到一个实例对应的该字段的值。

例如，对于一个 Person 实例，我们可以先拿到 name 字段对应的 Field，再获取这个实例的name 字段的值：

// reflection
import java.lang.reflect.Field;
public class Main {public static void main(String[] args) throws Exception {Object p = new Person("Xiao Ming");
        Class c = p.getClass();
        Field f = c.getDeclaredField("name");
        Object value = f.get(p);
        System.out.println(value); // "Xiao Ming"
    }
}

class Person {private String name;

    public Person(String name) {this.name = name;
    }
}

上述代码先获取 Class 实例，再获取 Field 实例，然后，用 Field.get(Object) 获取指定实例的指定字段的值。

运行代码，如果不出意外，会得到一个 IllegalAccessException，这是因为name 被定义为一个 private 字段，正常情况下，Main类无法访问 Person 类的 private 字段。要修复错误，可以将 private 改为 public，或者，在调用Object value = f.get(p); 前，先写一句：

f.setAccessible(true);

调用 Field.setAccessible(true) 的意思是，别管这个字段是不是public，一律允许访问。

可以试着加上上述语句，再运行代码，就可以打印出 private 字段的值。

有童鞋会问：如果使用反射可以获取 private 字段的值，那么类的封装还有什么意义？

答案是正常情况下，我们总是通过 p.name 来访问 Person 的name字段，编译器会根据 public、protected 和private决定是否允许访问字段，这样就达到了数据封装的目的。

而反射是一种非常规的用法，使用反射，首先代码非常繁琐，其次，它更多地是给工具或者底层框架来使用，目的是在不知道目标实例任何信息的情况下，获取特定字段的值。

此外，setAccessible(true)可能会失败。如果 JVM 运行期存在 SecurityManager，那么它会根据规则进行检查，有可能阻止setAccessible(true)。例如，某个SecurityManager 可能不允许对 java 和javax开头的 package 的类调用setAccessible(true)，这样可以保证 JVM 核心库的安全。

通过 Field 实例既然可以获取到指定实例的字段值，自然也可以设置字段的值。

设置字段值是通过 Field.set(Object, Object) 实现的，其中第一个 Object 参数是指定的实例，第二个 Object 参数是待修改的值。示例代码如下：

// reflection
import java.lang.reflect.Field;

public class Main {public static void main(String[] args) throws Exception {Person p = new Person("Xiao Ming");
        System.out.println(p.getName()); // "Xiao Ming"
        Class c = p.getClass();
        Field f = c.getDeclaredField("name");
        f.setAccessible(true);
        f.set(p, "Xiao Hong");
        System.out.println(p.getName()); // "Xiao Hong"
    }
}

class Person {private String name;

    public Person(String name) {this.name = name;
    }

    public String getName() {return this.name;
    }
}