Java 反射机制

1. Java的反射机制的概念：
在Java运行时环境中，对于任意一个类，能否知道这个类的哪些属性和方法？对于任意一个对象，能否调用它的任意一个方法？答案是肯定的。这种动态获取类的信息以及动态调用对象的方法的功能来自于Java语言的反射（Reflection）机制。

Reflection是Java被视为动态（准动态）语言的一个关键性质。这个机制允许程序在运行时透过Reflection APIs取得任何一个已知名称的class的内部信息，包括modifiers（诸如static、public等等）、superclass（例如Object）、实现interfaces（例如Serializable），也包括fields和methods的所有信息，并可于运行时改变fields内容或调用methods。

一般而言，开发者社群说到动态语言，大致认同一个定义是：“程序运行时，允许改变程序结构或变量类型，这种语言称为动态语言”。从这个观点看，Perl、Python、Ruby是动态语言，C++、Java、C#不是动态语言。

尽管在这样的定义与分类下Java不是动态语言，它却有着一个非常突出的动态相关机制：Reflection。这个字的意思是“反射、映像、倒影”，用在Java身上指的是我们可以于运行时加载、探知、使用编译期间完全未知的classes。换句话说，Java程序可以加载一个运行时才得知名称的class，获悉其完整构造（但不包括methods的定义），并生成其对象实体、或对其fields设值、或唤起其methods。这种“看透class”的能力（the ability of the program to examine itself）被称为introspection（内省、内观、反省）。Reflection和introspection是常被并提的两个术语。

2. Java反射机制主要提供了以下功能：

(1)在运行时判断任意一个对象所属的类；
(2)在运行时构造任意一个类的对象；
(3)在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法；
(4)在运行时调用任意一个对象的方法。

3. Java Reflection APIs 简介：

在JDK中，主要由以下类来实现Java反射机制，这些类都位于java.lang.reflect包中
–Class类：代表一个类
–Field类：代表类的成员变量（成员变量也成为类属性）
–Method类：代表类的方法
–Constructor类：代表类的构造方法
–Array类：提供动态创建数组，以及访问数组的元素的静态方法
Java中，无论生成某个类的多少个对象，这些对象都会对应于同一个Class对象。
两个例子程序：

<span style="font-family:Comic Sans MS;font-size:18px;">import java.lang.reflect.Method;public class DumpMethods {    public static void main(String[] args) throws Exception{        //Class对象描述了某个特定的类对象        Class<?> classType = Class.forName("java.lang.String");        //通过反射获取到所有的方法        Method[] methods = classType.getDeclaredMethods();        //打印所有的方法        for(Method m : methods){            System.out.println(m);        }    }}</span>

<span style="font-family:Comic Sans MS;font-size:18px;">import java.lang.reflect.Method;public class InvokeTester {    public int add(int parm1, int parm2) {        return parm1 + parm2;    }    public String echo(String message) {        return "hello:" + message;    }    public static void main(String[] args) throws Exception {        // InvokeTester test = new InvokeTester();        // System.out.println(test.add(1, 2));        // System.out.println(test.echo("Java"));        Class<?> classType = InvokeTester.class;        //通过反射生成一个InvokeTester类型的对象        Object o = classType.newInstance();        //通过反射获取到add方法        Method addMethod = classType.getMethod("add", new Class[] { int.class,                int.class });        //调用对象的add方法并把参数传进去        System.out.println(addMethod.invoke(o,new Object[]{1,2}));        //通过反射获取到echo方法        Method echoMethod = classType.getMethod("echo", new Class[]{String.class});        //调用对象的echo方法并把参数传进去        System.out.println(echoMethod.invoke(o, new Object[]{"Java"}));    }}</span>

要想使用反射，首先需要获得待处理类或对象所对应的Class对象。

获取某个类或对象所对应的Class对象的3种方式：
1）使用Class类的静态方法forName，如Class.forName("java.lang.String");
2）使用.class语法，如String.class;
3）使用对象的getClass方法，如String s = "abc"; Class<?> classType = s.getClass();


若想通过类的不带参数的构造方法来生成对象，我们有两种方式：
1）先获得Class对象，然后通过该Class对象的newInstance方法直接获得即可。如

Class<?> classType = String.class; Object o = classType.newInstance();

2）先获得Class对象，然后通过该Class对象获得所对应的Constructor对象，再通过该Constructor对象的newInstance方法生成。如

Class<?> classType = Customer.class;Constructor constructor  =classType.getConstructor(new Class[]{});Object o1 = constructor.newInstance(new Object[]{});

若想通过类的带参数的构造方法来生成对象，只能使用下面这种方式：
稍完整一点的示例：

<span style="font-family:Comic Sans MS;font-size:18px;">import java.lang.reflect.Field;import java.lang.reflect.Method;public class ReflectTest {    // 该方法实现对Customer的拷贝    public static Object copy(Object object) throws Exception {        Class<?> classType = object.getClass();        Object objectCopy = classType.getConstructor(new Class[] {})                .newInstance(new Object[] {});        Field[] fields = classType.getDeclaredFields();        for (Field field : fields) {            String name = field.getName();            String firstLetter = name.substring(0, 1).toUpperCase();// 将属性的首字母转换为大写            String getMethodName = "get" + firstLetter + name.substring(1);            String setMethodName = "set" + firstLetter + name.substring(1);            Method getMethod = classType.getMethod(getMethodName,                    new Class[] {});            Method setMethod = classType.getMethod(setMethodName,                    new Class[] { field.getType() });            Object value = getMethod.invoke(object, new Object[] {});            setMethod.invoke(objectCopy, new Object[] { value });        }        return objectCopy;    }    public static void main(String[] args) throws Exception {        Customer c = new Customer("Tom", 20);        c.setId(1L);        Object o = copy(c);        Customer customerCopy = (Customer) o;        System.out.println(customerCopy.getId() + "," + customerCopy.getName()                + "," + customerCopy.getAge());    }}class Customer {    private long id;    private String name;    private int age;    public Customer() {    }    public Customer(String name, int age) {        this.name = name;        this.age = age;    }    public long getId() {        return id;    }    public void setId(long id) {        this.id = id;    }    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;    }}</span>

Java.lang.Array类提供了动态创建和访问数组元素的各种静态方法。
第一个示例：

<span style="font-family:Comic Sans MS;font-size:18px;">import java.lang.reflect.Array;public class ArrayTester {    public static void main(String[] args) {        Class<?> classType = String.class;        Object array = Array.newInstance(classType, 10);        Array.set(array, 5, "hello");        String s = (String) Array.get(array, 5);        System.out.println(s);    }}</span>

第二个示例：
Integer.TYPE 返回的是int所对应的Class对象
Integer.class 返回的是Integer所对应的Class对象

<span style="font-family:Comic Sans MS;font-size:18px;">import java.lang.reflect.Array;public class ArrayTester2 {    public static void main(String[] args) {        int[] dims = new int[]{5,10,15};        Object array = Array.newInstance(Integer.TYPE, dims);        Object arrayObj = Array.get(array, 3);//      Class<?> classType = arrayObj.getClass().getComponentType();//      //      System.out.println(classType);        arrayObj = Array.get(arrayObj, 5);        Array.set(arrayObj, 10, 37);        int[][][] arrayCast = (int[][][]) array;        System.out.println(arrayCast[3][5][10]);    }}</span>