Java反射機制深入詳解_ZenDei技術網路在線

一.概念反射就是把Java的各種成分映射成相應的Java類。 Class類的構造方法是private，由JVM創建。反射是java語言的一個特性，它允程式在運行時（註意不是編譯的時候）來進行自我檢查並且對內部的成員進行操作。例如它允許一個java的類獲取他所有的成員變數和方法並且顯示出來。Jav ...

一.概念

　　反射就是把Java的各種成分映射成相應的Java類。

　　Class類的構造方法是private，由JVM創建。

　　反射是java語言的一個特性，它允程式在運行時（註意不是編譯的時候）來進行自我檢查並且對內部的成員進行操作。例如它允許一個java的類獲取他所有的成員變數和方法並且顯示出來。Java 的這一能力在實際應用中也許用得不是很多，但是在其它的程式設計語言中根本就不存在這一特性。例如，Pascal、C 或者 C++ 中就沒有辦法在程式中獲得函數定義相關的信息。（來自Sun）

　　JavaBean 是 reflection 的實際應用之一，它能讓一些工具可視化的操作軟體組件。這些工具通過 reflection 動態的載入並取得 Java 組件(類) 的屬性。

　　反射是從1.2就有的，後面的三大框架都會用到反射機制,涉及到類"Class",無法直接new CLass()，其對象是記憶體里的一份位元組碼.　　

　　Class 類的實例表示正在運行的 Java 應用程式中的類和介面。枚舉是一種類，註釋是一種介面。每個數組屬於被映射為 Class 對象的一個類，所有具有相同元素類型和維數的數組都共用該 Class 對象。基本的 Java類型（boolean、byte、char、short、int、long、float 和 double）和關鍵字 void 也表示為 Class 對象。Class 沒有公共構造方法。Class 對象是在載入類時由 Java 虛擬機以及通過調用類載入器中的 defineClass 方法自動構造的。　

1 Person p1 = new Person();
2 //下麵的這三種方式都可以得到位元組碼
3 CLass c1 = Date.class();
4 p1.getClass(); 
5 //若存在則載入，否則新建,往往使用第三種,類的名字在寫源程式時不需要知道，到運行時再傳遞過來
6 Class.forName("java.lang.String");

　　CLass.forName()位元組碼已經載入到java虛擬機中，去得到位元組碼；java虛擬機中還沒有生成位元組碼用類載入器進行載入，載入的位元組碼緩衝到虛擬機中。　

　　考慮下麵這個簡單的例子，讓我們看看 reflection 是如何工作的。

import java.lang.reflect.*;  

public class DumpMethods {  
   public static void main(String args[]) {  
      try {  
           Class c = Class.forName("java.util.Stack");  

           Method m[] = c.getDeclaredMethods();  
             
           for (int i = 0; i < m.length; i++)  
               System.out.println(m[i].toString());  
      }  
      catch (Throwable e){  
            System.err.println(e);  
      }  
   }  
}

1 public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.pop() 
2 public java.lang.Object java.util.Stack.push(java.lang.Object) 
3 public boolean java.util.Stack.empty() 
4 public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.peek() 
5 public synchronized int java.util.Stack.search(java.lang.Object)

　　這樣就列出了java.util.Stack 類的各方法名以及它們的限制符和返回類型。這個程式使用 Class.forName 載入指定的類，然後調用 getDeclaredMethods 來獲取這個類中定義了的方法列表。java.lang.reflect.Methods 是用來描述某個類中單個方法的一個類。

　　以下示例使用 Class 對象來顯示對象的類名：

1 void printClassName(Object obj) {
2          System.out.println("The class of " + obj +
3                             " is " + obj.getClass().getName());
4      }

　　還可以使用一個類字面值（JLS Section 15.8.2）來獲取指定類型（或 void）的 Class 對象。例如：

1 System.out.println("The name of class Foo is: "+Foo.class.getName());

　　在沒有對象實例的時候，主要有兩種辦法。

//獲得類類型的兩種方式        
Class cls1 = Role.class;        
Class cls2 = Class.forName("yui.Role");

　　註意第二種方式中，forName中的參數一定是完整的類名（包名+類名），並且這個方法需要捕獲異常。現在得到cls1就可以創建一個Role類的實例了，利用Class的newInstance方法相當於調用類的預設的構造器。

1 Object o = cls1.newInstance(); 
2 //創建一個實例        
3 //Object o1 = new Role();   //與上面的方法等價

二.常用方法　　

　　1.isPrimitive(判斷是否是基本類型的位元組碼)

public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        String str = "abc";
        Class cls1 = str.getClass();
        Class cls2 = String.class;
        Class cls3 = null;//必須要加上null
        try {
            cls3 = Class.forName("java.lang.String");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(cls1==cls2);
        System.out.println(cls1==cls3);
        
        System.out.println(cls1.isPrimitive());
        System.out.println(int.class.isPrimitive());//判定指定的 Class 對象是否表示一個基本類型。
        System.out.println(int.class == Integer.class);
        System.out.println(int.class == Integer.TYPE);
        System.out.println(int[].class.isPrimitive());
        System.out.println(int[].class.isArray());
    }
}
/*
 * true
true
false
true
false
true
false
true

 */
*/

　　2.getConstructor和getConstructors()

　　java中構造方法沒有先後順序，通過類型和參數個數區分。　

1 public class TestReflect {
2     public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException {
3         // TODO Auto-generated method stub
4         String str = "abc";
5         
6         System.out.println(String.class.getConstructor(StringBuffer.class));
7     }
8 }

　　3.Filed類代表某一類中的一個成員變數。

 1 import java.lang.reflect.Field;
 2 public class TestReflect {
 3     public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
 4         ReflectPointer rp1 = new ReflectPointer(3,4);
 5         Field fieldx = rp1.getClass().getField("x");//必須是x或者y
 6         System.out.println(fieldx.get(rp1));
 7         
 8         /*
 9          * private的成員變數必須使用getDeclaredField，並setAccessible(true),否則看得到拿不到
10          */
11         Field fieldy = rp1.getClass().getDeclaredField("y");
12         fieldy.setAccessible(true);//暴力反射
13         System.out.println(fieldy.get(rp1));
14         
15     }
16 }
17 
18 class ReflectPointer {
19     
20     public int x = 0;
21     private int y = 0;
22     
23     public ReflectPointer(int x,int y) {//alt + shift +s相當於右鍵source
24         super();
25         // TODO Auto-generated constructor stub
26         this.x = x;
27         this.y = y;
28     }
29 }

三.典型例題

　　1.將所有String類型的成員變數里的b改成a。

 1 import java.lang.reflect.Field;
 2 public class TestReflect {
 3     public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
 4         ReflectPointer rp1 = new ReflectPointer(3,4);
 5         changeBtoA(rp1);
 6         System.out.println(rp1);
 7         
 8     }
 9     
10     private static void changeBtoA(Object obj) throws RuntimeException, Exception {
11         Field[] fields = obj.getClass().getFields();
12         
13         for(Field field : fields) {
14             //if(field.getType().equals(String.class))
15             //由於位元組碼只有一份,用equals語義不准確
16             if(field.getType()==String.class) {
17                 String oldValue = (String)field.get(obj);
18                 String newValue = oldValue.replace('b', 'a');
19                 field.set(obj,newValue);
20             }
21         }
22     }
23 }
24 
25 class ReflectPointer {
26     
27     private int x = 0;
28     public int y = 0;
29     public String str1 = "ball";
30     public String str2 = "basketball";
31     public String str3 = "itcat";
32     
33     public ReflectPointer(int x,int y) {//alt + shift +s相當於右鍵source
34         super();
35         // TODO Auto-generated constructor stub
36         this.x = x;
37         this.y = y;
38     }
39 
40     @Override
41     public String toString() {
42         return "ReflectPointer [str1=" + str1 + ", str2=" + str2 + ", str3="
43                 + str3 + "]";
44     }
45 }

　　2.寫一個程式根據用戶提供的類名，調用該類的里的main方法。

　　為什麼要用反射的方式呢？

 1 import java.lang.reflect.Field;
 2 import java.lang.reflect.Method;
 3 
 4 public class TestReflect {
 5     public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
 6         String str = args[0];
 7         /*
 8          * 這樣會數組角標越界，因為壓根沒有這個字元數組
 9          * 需要右鍵在run as-configurations-arguments里輸入b.Inter（完整類名）
10          * 
11          */
12         Method m = Class.forName(str).getMethod("main",String[].class);
13         //下麵這兩種方式都可以,main方法需要一個參數
14         
15         m.invoke(null, new Object[]{new String[]{"111","222","333"}});
16         m.invoke(null, (Object)new String[]{"111","222","333"});//這個可以說明，數組也是Object
17         /*
18          * m.invoke(null, new String[]{"111","222","333"})
19          * 上面的不可以,因為java會自動拆包
20          */
21     }
22 }
23 
24 class Inter {
25     public static void main(String[] args) {
26         for(Object obj : args) {
27             System.out.println(obj);
28         }
29     }
30 }

　　3.模擬 instanceof 操作符

class S {  
}   

public class IsInstance {  
   public static void main(String args[]) {  
      try {  
           Class cls = Class.forName("S");  
           boolean b1 = cls.isInstance(new Integer(37));  
           System.out.println(b1);  
           boolean b2 = cls.isInstance(new S());  
           System.out.println(b2);  
      }  
      catch (Throwable e) {  
           System.err.println(e);  
      }  
   }  
}

　　在這個例子中創建了一個S 類的 Class 對象，然後檢查一些對象是否是S的實例。Integer(37) 不是，但 new S()是。

四.Method類

　　代表類（不是對象）中的某一方法。

 1 import java.lang.reflect.Field;
 2 import java.lang.reflect.Method;
 3 /*
 4  * 人在黑板上畫圓，涉及三個對象,畫圓需要圓心和半徑，但是是私有的，畫圓的方法
 5  * 分配給人不合適。
 6  * 
 7  * 司機踩剎車，司機只是給列車發出指令，剎車的動作還需要列車去完成。
 8  * 
 9  * 面試經常考面向對象的設計，比如人關門，人只是去推門。
10  * 
11  * 這就是專家模式：誰擁有數據，誰就是專家,方法就分配給誰
12  */
13 public class TestReflect {
14     public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
15         String str = "shfsfs";
16         //包開頭是com表示是sun內部用的，java打頭的才是用戶的
17         Method mtCharAt = String.class.getMethod("charAt", int.class);
18         Object ch = mtCharAt.invoke(str,1);//若第一個參數是null，則肯定是靜態方法
19         System.out.println(ch);
20         
21         System.out.println(mtCharAt.invoke(str, new Object[]{2}));//1.4語法
22         
23     }
24     
25 }

五.數組的反射

　　Array工具類用於完成數組的反射操作。

　　同類型同緯度有相同的位元組碼。

　　int.class和Integer.class不是同一份位元組碼，Integer.TYPE，TYPE代表包裝類對應的基本類的位元組碼 int.class==Integer.TYPE

 1 import java.util.Arrays;
 2 
 3 /*
 4  * 從這個例子看出即便位元組碼相同但是對象也不一定相同,根本不是一回事
 5  * 
 6  */
 7 public class TestReflect {
 8     public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
 9         int[] a = new int[3];
10         int[] b = new int[]{4,5,5};//直接賦值後不可以指定長度，否則ＣＥ
11         int[][] c = new int[3][2];
12         String[] d = new String[]{"jjj","kkkk"};
13         System.out.println(a==b);//false
14         System.out.println(a.getClass()==b.getClass());//true
15         //System.out.println(a.getClass()==d.getClass());    //比較位元組碼a和cd也沒法比
16         System.out.println(a.getClass());//輸出class [I
17         System.out.println(a.getClass().getName());//輸出[I,中括弧表示數組，I表示整數
18         
19         System.out.println(a.getClass().getSuperclass());//輸出class java.lang.Object
20         System.out.println(d.getClass().getSuperclass());//輸出class java.lang.Object
21         
22         //由於父類都是Object,下麵都是可以的
23         Object obj1 = a;//不可是Object[]
24         Object obj2 = b;
25         Object[] obj3 = c;//基本類型的一位數組只可以當做Object，非得還可以當做Object[]
26         Object obj4 = d;
27         
28         //註意asList處理int[]和String[]的區別
29         System.out.println(Arrays.asList(b));//1.4沒有可變參數，使用的是數組,[[I@1bc4459]
30         System.out.println(Arrays.asList(d));//[jjj, kkkk]
31         
32     }
33 }

六.結束語
　　以上就是反射機制的簡單的使用，顯然學過spring的朋友一定明白了，為什麼可以通過配置文件就可以讓我們獲得指定的方法和變數，在我們創建對象的時候都是通過傳進string實現的，就好像你需要什麼，我們去為你生產，還有我們一直在用Object,這就說明java語言的動態特性，依賴性大大的降低了。

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