Java高級篇（四）——反射

来源:https://www.cnblogs.com/adamjwh/archive/2018/09/20/9683705.html
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之前寫到了設計模式的代理模式，因為下一篇動態代理等內容需要用到反射的知識，所以在之前Java篇的基礎上再寫一篇有關反射的內容，還是以實際的程式為主，瞭解反射是做什麼的、應該怎麼用。 一、什麼是反射 反射就是把Java類中的各個成分映射成一個個的Java對象。即在運行狀態中，對於任意一個類，都能夠知道 ...


　　之前寫到了設計模式的代理模式，因為下一篇動態代理等內容需要用到反射的知識，所以在之前Java篇的基礎上再寫一篇有關反射的內容，還是以實際的程式為主，瞭解反射是做什麼的、應該怎麼用。

一、什麼是反射

　　反射就是把Java類中的各個成分映射成一個個的Java對象。即在運行狀態中，對於任意一個類，都能夠知道這個類的所以屬性和方法；對於任意一個對象，都能調用它的任意一個方法和屬性。這種動態獲取信息及動態調用對象方法的功能叫Java的反射機制。

　　1. 反射機制的功能

　　Java反射機制主要提供了以下功能：

  • 在運行時判斷任意一個對象所屬的類。
  • 在運行時構造任意一個類的對象。
  • 在運行時判斷任意一個類所具有的成員變數和方法。
  • 在運行時調用任意一個對象的方法。
  • 生成動態代理。

　　2. 實現反射機制的類

 　　Java中主要由以下的類來實現Java反射機制（這些類都位於java.lang.reflect包中）：

  • Class類：代表一個類。 Field類：代表類的成員變數（成員變數也稱為類的屬性）。

  • Method類：代表類的方法。

  • Constructor類：代表類的構造方法。

  • Array類：提供了動態創建數組，以及訪問數組的元素的靜態方法。

二、反射的使用

　　下麵分步說明以下如何通過反射獲取我們需要的內容。

　　我們先隨意寫一個Customer類（就是一個PO類），然後看看如何通過反射對這個類進行操作。

　　1. Customer類

 1 public class Customer {
 2     
 3     private Long id;
 4     private String name;
 5     private int age;
 6       
 7     public Customer() {}
 8     
 9     public Customer(String name,int age) {
10         this.name = name;
11         this.age = age;
12     }
13       
14     public Long getId() {
15         return id;
16     }
17     public void setId(Long id) {
18         this.id=id;
19     }
20     public String getName() {
21         return name;
22     }
23     public void setName(String name) {
24         this.name=name;
25     }
26     public int getAge() {
27         return age;
28     }
29     public void setAge(int age) {
30         this.age=age;
31     }
32 
33 }

 　　2. ReflectTester類

　　這個類用來演示Reflection API的基本使用方法。這裡自定義的copy方法是用來創建一個和參數objcet同樣類型的對象，然後把object對象中的所有屬性拷貝到新建的對象中，並將其返回。

 1 import java.lang.reflect.Field;
 2 import java.lang.reflect.Method;
 3 
 4 public class ReflectTester {
 5     
 6     public Object copy(Object object) throws Exception{
 7         //獲得對象的類型
 8         Class classType=object.getClass();
 9         System.out.println("Class:"+classType.getName());
10 
11         //通過預設構造方法創建一個新的對象
12         Object objectCopy=classType.getConstructor(new Class[]{}).newInstance(new Object[]{});
13 
14         //獲得對象的所有屬性
15         Field fields[]=classType.getDeclaredFields();
16 
17         for(int i=0; i<fields.length;i++){
18               Field field=fields[i];
19 
20               String fieldName=field.getName();
21               String firstLetter=fieldName.substring(0,1).toUpperCase();
22               //獲得和屬性對應的getXXX()方法的名字
23               String getMethodName="get"+firstLetter+fieldName.substring(1);
24               //獲得和屬性對應的setXXX()方法的名字
25               String setMethodName="set"+firstLetter+fieldName.substring(1);
26 
27               //獲得和屬性對應的getXXX()方法
28               Method getMethod=classType.getMethod(getMethodName,new Class[]{});
29               //獲得和屬性對應的setXXX()方法
30               Method setMethod=classType.getMethod(setMethodName,new Class[]{field.getType()});
31 
32               //調用原對象的getXXX()方法
33               Object value=getMethod.invoke(object,new Object[]{});
34               System.out.println(fieldName+":"+value);
35               //調用拷貝對象的setXXX()方法
36              setMethod.invoke(objectCopy,new Object[]{value});
37         }
38         return objectCopy;
39      }
40 
41 }

　　下麵分析一下上述代碼。

　　首先，通過Object類中的getClass()方法獲取對象的類型。

Class classType=object.getClass();

　　而Class類是Reflection API中的核心類，主要方法如下：

  • getName()：獲得類的完整名字。 getFields()：獲得類的public類型的屬性。

  • getDeclaredFields()：獲得類的所有屬性。

  • getMethods()：獲得類的public類型的方法。

  • getDeclaredMethods()：獲得類的所有方法。

  • getMethod(String name, Class[] parameterTypes)：獲得類的特定方法，name參數指定方法的名字，parameterTypes參數指定方法的參數類型。

  • getConstrutors()：獲得類的public類型的構造方法。

  • getConstrutor(Class[] parameterTypes)：獲得類的特定構造方法，parameterTypes參數指定構造方法的參數類型。

  • newInstance()：通過類的不帶參數的構造方法創建這個類的一個對象。

　　第二步，通過預設構造方法創建一個新的對象，即先調用Class類的getConstructor()方法獲得一個Constructor對象，它代表預設的構造方法，然後調用Constructor對象的newInstance()方法構造一個實例。

Object objectCopy=classType.getConstructor(new Class[]{}).newInstance(new Object[]{});

　　第三步，獲得對象的所有屬性，即通過Class類的getDeclaredFields()方法返回類的所有屬性，包括public、protected、default和private訪問級別的屬性，

Field fields[]=classType.getDeclaredFields();

　　第四步，獲得每個屬性相應的get/set方法，然後執行這些方法，把原來的對象屬性拷貝到新的對象中。

　　這裡我們可以寫一個InvokeTester的類，然後運用反射機制調用一個InvokeTester對象的add()方法（自定義方法），如add()方法的兩個參數為int類型，那麼獲取表示add()方法的Method對象代碼如下：

Method addMethod=classType.getMethod("add",new Class[]{int.class,int.class});

 　　上述代碼中也有用到Method的invoke方法，其接收參數必須為對象，如果參數為基本數據類型，必須轉換為相應的包裝類型的對象，如int要轉換為Integer。而invoke方法的返回值總是對象，如果實際被調用的方法的返回類型是基本數據類型，那麼invoke方法會將其轉換為相應的包裝類型的對象，再將其返回。

　　下麵簡單測試一下，具體的方法調用如上面提到的add方法，可自行編寫（具體實例見下篇）：

1 public static void main(String[] args) throws Exception {
2 　　Customer customer = new Customer();
3 　　customer.setId(10L);
4 　　customer.setName("adam");
5 　　customer.setAge(3);
6         
7 　　new ReflectTester().copy(customer);
8 }

 　　運行結果如下：

　　

三、具體實例

　　下麵我們嘗試著通過反射機制對一個jar包中的類進行分析，把類中所有的屬性和方法提取出來，並寫入到一個文件里中。

　　目錄結構如下：

　　

　　1. ReflexDemo類

　　主要代碼部分，通過反射獲取類、屬性及方法。

 1 import java.io.File;
 2 import java.lang.reflect.Field;
 3 import java.lang.reflect.Method;
 4 import java.net.URL;
 5 import java.net.URLClassLoader;
 6 import java.util.Enumeration;
 7 import java.util.jar.JarEntry;
 8 import java.util.jar.JarFile;
 9 
10 /**
11  * @ClassName: ReflexDemo
12  * @Description: 通過反射獲取類、屬性及方法
13  * @author adamjwh
14  * @date 2018年5月28日
15  *
16  */
17 public class ReflexDemo {
18 
19     private static StringBuffer sBuffer;
20     
21     public static void getJar(String jar) throws Exception {
22         try {
23             File file = new File(jar);
24             URL url = file.toURI().toURL();
25             URLClassLoader classLoader = new URLClassLoader(new URL[] { url },
26                     Thread.currentThread().getContextClassLoader());
27 
28             JarFile jarFile = new JarFile(jar);
29             Enumeration<JarEntry> enumeration = jarFile.entries();
30             JarEntry jarEntry;
31             
32             sBuffer = new StringBuffer();    //存數據
33 
34             while (enumeration.hasMoreElements()) {
35                 jarEntry = enumeration.nextElement();
36 
37                 if (jarEntry.getName().indexOf("META-INF") < 0) {
38                     String classFullName = jarEntry.getName();
39                     if (classFullName.indexOf(".class") < 0) {
40                         classFullName = classFullName.substring(0, classFullName.length() - 1);
41                     } else {
42                         // 去除尾碼.class，獲得類名
43                         String className = classFullName.substring(0, classFullName.length() - 6).replace("/", ".");
44                         Class<?> myClass = classLoader.loadClass(className);
45                         sBuffer.append("類名\t：" + className);
46                         System.out.println("類名\t：" + className);
47 
48                         // 獲得屬性名
49                         Class<?> clazz = Class.forName(className);
50                         Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
51                         for (Field field : fields) {
52                             sBuffer.append("屬性名\t：" + field.getName() + "\n");
53                             System.out.println("屬性名\t：" + field.getName());
54                             sBuffer.append("-屬性類型\t：" + field.getType() + "\n");
55                             System.out.println("-屬性類型\t：" + field.getType());
56                         }
57 
58                         // 獲得方法名
59                         Method[] methods = myClass.getMethods();
60                         for (Method method : methods) {
61                             if (method.toString().indexOf(className) > 0) {
62                                 sBuffer.append("方法名\t：" + method.toString().substring(method.toString().indexOf(className)) + "\n");
63                                 System.out.println("方法名\t：" + method.toString().substring(method.toString().indexOf(className)));
64                             }
65                         }
66                         sBuffer.append("--------------------------------------------------------------------------------" + "\n");
67                         System.out.println("--------------------------------------------------------------------------------");
68                     }
69                 }
70             }
71         } catch (Exception e) {
72             e.printStackTrace();
73         } finally {
74             sBuffer.append("End");
75             System.out.println("End");
76             
77             WriteFile.write(sBuffer);    //寫文件
78         }
79     }
80 
81 }

　　2. WriteFile類

　　進行寫文件操作。

 1 import java.io.BufferedWriter;
 2 import java.io.File;
 3 import java.io.FileWriter;
 4 
 5 /**
 6  * @ClassName: WriteFile
 7  * @Description: 寫文件操作
 8  * @author adamjwh
 9  * @date 2018年5月28日
10  *
11  */
12 public class WriteFile {
13 
14     private static String pathname = "src/com/adamjwh/jnp/ex14/out.txt";
15     
16     public static void write(StringBuffer sBuffer) throws Exception {
17         File file = new File(pathname);
18         BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(file));
19         
20         bw.write(sBuffer.toString());
21         bw.close();
22     }
23     
24 }

　　3. Main類

　　這裡我們需要在項目下新建一個lib文件夾，然後將要解析的jar包放入其中，比如這裡我們放入jdk的dt.jar。目錄結構如下：

　　

　　執行程式：

 1 /**
 2  * @ClassName: Main
 3  * @Description: 
 4  * @author adamjwh
 5  * @date 2018年5月28日
 6  *
 7  */
 8 public class Main {
 9     
10     private static String jar = "lib/dt.jar";
11     
12     public static void main(String[] args) throws Exception {
13         ReflexDemo.getJar(jar);
14     }
15 
16 }

　　運行結果如下：

　　


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