反射

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反射（Reflect）

反射主要用于做框架

一个类有多个组成部分，例如：成员变量，方法，构造方法等。反射就是加载类，并解剖出类的各个组成部分。

Class类

Java类用于描述一类事物的共性，该类事物有什么属性，没有什么属性，至于这个属性的值是什么，则是由这个类的实例对象来确定的，不同的实例对象有不同的属性值。

Java程序中的各个Java类，它们是否属于同一类事物，是不是也可以用一个类来描述这类事物呢？

这个用来描述Java中各个类的类的名字就是Class.

Class类描述了哪些方面的信息呢？

类的名字，类的访问属性，类所属包名，字段名称的列表，方法名称的列表，等等。

加载类

Class类既然代表某个类的字节码，它当然就要提供加载某个类字节码的方法：forName()。

forName方法用于加载某个类的字节码到内存中，并使用class对象进行封装

JVM加载字节码的两种情况：

1    类的字节码已经加载进内存，JVM会直接调用已经存在的字节码，并通过forName()方法返回。

2    类的字节码还未加载进内存，JVM会通过类加载器把类的字节码加载进内存，并缓存起来，当下次需要时，再调用forName()方法返回已经存在的字节码。

获取类的字节码的三种方式：

类名.class                    例如：System.class  //代表System这个类在内存中生成的字节码对象

对象.getClass()               例如：new Date().getClass()

Class.forName("类的全名")     例如：Class.forName("java.util.Date")

九个预定义Class实例对象：

Boolean.TYPE, Character.TYPE, Byte.TYPE, Short.TYPE, Integer.TYPE, Long.TYPE, Float.TYPE, Double.TYPE, Void.TYPE

String str = "abc";Class cls1 = str.getClass();Class cls2 = String.class;Class cls3 = Class.forName("java.lang.String");System.out.println(cls1==cls2);  //trueSystem.out.println(cls1==cls3);   //true   cls1,cls2,cls3指向同一份字节码System.out.println(cls1.isPrimitive()); //false   String 是一个类，不是基本类型的字节码System.out.println(int[].class.isPrimetive());  //  false   数组也是一种类型，但不是基本类型System.out.println(int[].class.isArray());  //true  数组是数组类型，不是基本类型System.out.println(void.class.isPrimetive());  //  true    void是基本类型System.out.println( int.class==Integer.TYPE );  //true  TYPE代表包装类所包装的基本类型的字节码System.out.println( int.class==Integer.class  );//false int.class 和Integer.class 表示两个字节码对象

总结：只要在Java源程序中出现的类型，都有各自的Class实例对象，例如： int[],  void  InputStream ....

反射

• 反射就是把Java类中的各个成分映射成相应的Java类。
  • 一个Java类用一个Class类的对象来表示
  • 一个类中的组成部分：成员变量，方法，构造方法，包等信息也用一个个的Java类来表示
• 表示Java类的Class类显然要提供一系列的方法来获取其中的变量，方法，构造方法，修饰符，包等信息。
• 这些信息就是用相应类的实例对象来表示，这些相应类分别是Field, Method,Contructor,Package等。
• 一个类中的每个成员都可以用相应的反射API类的一个实例对象来表示，通过调用Class类的方法可以得到这些实例对象。 
• Constructor类
  • Constructor类代表某个类中的一个构造方法
  • 获取某个类所有的构造方法
    • 示例：Constructor[] constructor =  Class.forName("java.langString").getConstructors();
  • 获取某一个构造方法：
    • 示例：Constructor contructor = Class.fornName("java.lang.String").getConstructor(StringBuffer.class);
    • String类的构造方法有很多，这里必须指定要获取带有哪种参数类型的构造方法
  • 创建实例对象：
    • 通常方式： String str = new String(new StringBuffer("abc"));
    • 反射方式： String str = (String)constructor.newInstance(new StringBuffer("abc"));
    • 调用获取的方法时要用到上面相同类型的实例对象
  • Class.newInstance()方法：
    • 例子： String obj = (String)Class.forName("java.lang.String").newInstance();
    • 该方法内部先得到默认的空参数构造方法，然后用该构造方法创建实例对象。
    • Class.newInstance()方法内部用到了缓存机制来保存默认构造方法的实例对象。
• Field类
  • Field类代表某个类中的一个成员变量

示例：ReflectPoint类中有private x和public y两个成员变量,通过反射取出x和y的值ReflectPoint pt1 = new ReflectPoint(3,5);Field fieldY = pt1.getClass().getField("y"); //这里pt1实际上可以写成ReflectPoint，更容易理解一些System.out.printn(fieldY.get(pt1));    //输出5  fieldY只代表Field这个类的变量，并不代表new ReflectPoint()这个实例对象的变量 Field fieldX= pt1.getClass().getDeclaredField("x");fieldX.setAccessible(true);          //暴力反射  System.out.printn(fieldX.get(pt1));  //输出3 当类中的成员变量被private修饰后，必须通过 getDeclaredField()和 setAccessible(true)才能反射出具体值

• Method类
  • Method类代表某个类中的一个成员方法
    • 获取类中的某一个方法：
      • 示例：Method charAt = Class.forName("java.lang.String").getMethod("charAt"，int.class);
    • 调用方法：
      • 通常方式： System.out.println(str.charAt(1));
      • 反射方式： System.out.println(charAt.invoke(str.1));
        • 如果传递给Method对象的invoke()方法的第一个参数为null，则该Method对象对应的是一个静态方法！
    • JDK1.4和JDK1.5的invoke方法的区别：
      • JDK1.5： public Object invoke(Object obj,Object...args)
      • JDK1.4:    public Object invoke(Object obj,Object[] args) 
        JDK1.4的语法需要将一个数组作为参数传递给invoke方法，数组中的每个元素分别对应被调用方法中的一个参数，                         
      • 所以，调用charAt方法的代码也可以用JDK1.4改写为charAt.invoke("str",new Object[]{1})形式。
• 用反射方式执行某个类中的main方法
  • 目标
    • 写一个程序，这个程序能够根据用户提供的类名，去执行该类中的main方法
  • 问题
    • 启动Java程序的main方法的参数是一个字符串数组，通过反射方式来调用这个main方法时，如何为invoke方法传递参数呢？
    • 按JDK1.5的语法，整个数组是一个参数，而按JDK1.4的语法，数组中的每个元素对应一个参数，当把一个字符串数组作为参数传递给invoke方法时，
    • Java到底会按照哪种语法进行处理呢？JDK1.5肯定要兼容JDK1.4的语法，会按照JDK1.4的语法进行处理，即把数组打散成为若干个单独的参数。
    • 所以，在给main方法传递参数时，不能使用代码mainMethod.invoke(null,new String[]{"xxx"});Java只把它当作JDK1.4的语法进行理解，
    • 而不把它当作JDK1.5的语法解释，因此会出现参数类型不对的问题。
  • 解决办法：
    • mainMethod.invoke(null,new Object[]{new String[]{"xxx"}});
    • mainMethod.invoke(null,(Object)new String[]{"xxx"});//编译器会做特殊处理编译时不把参数当作数组看待，而是当成一个对象
• 数组的反射
  • 具有相同维数和元素类型的数组属于同一个类型，即具有相同的Class实例对象。
  • 代表数组的Class实例对象的getSuperclass()方法返回的父类为Object类对应的Class。
  • 基本类型的一维数组可以被当作Object类型使用，不能当作Object[]类型使用
  • 非基本类型的一维数组，即可以当作Object类型使用，又可以当作Object[]类型使用
  • Array工具类用于完成对数组的反射操作
  • Arrays.asList()方法处理int[]和String[]时的差异。
  • 思考：怎样获取数组中的元素类型

Object[] obj = new Object[]{"a",1};System.out.println(obj[1].getClass().getName()); //不能反射出数组的类型，只能反射出数组中元素的类型int[] a1 = new int[]{1,2,3};String[] a2 = new String[]{"a","b","c"};System.out.println(Arrays.asList(a1)); //输出的是a1的地址值 用JDK1.4的规则不能对int[]进行匹配，所以按照JDK1.5的规则将int[]数组整个看成一个元素System.out.println(Arrays.asList(a2));//输出[a    b   c] 按照JDK1.4的规则将String[]中的每个元素当成一个参数

解剖类

Class对象提供了如下常用方法：

调用class中共有组成部分

Public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes) 解剖构造函数

Public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes) 解剖方法

Public Field getField(String name) 解剖字段

调用class中私有组成部分

Public Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes) 解剖私有构造函数

Public Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes) 解剖私有方法

Public Field getDeclaredField(String name) 解剖私有字段

这些方法分别用于从类中解剖出构造函数、方法和成员变量（属性）。

解剖出的成员分别使用Constructor、Method、Field对象表示。

利用Constructor创建对象

Constructor类提供了如下方法，用于创建类的对象：

public Object newInstance(Object...initargs)：initargs 用于指定构造函数接收的参数

练习：反射类无参、有参、私有的构造函数

补充：Sun公司为简化开发人员创建对象，它在class对象中也提供了一个newInstance方法，用于创建类的对象，这样开发人员可以避免每次都需要去反射Constructor类以创建对象。

不过需要注意的是：class.newInstance方法内部是反射类无参的构造函数创建的对象，所以利用此种方式创建类对象时，类必须有一个无参的构造函数。

利用Method执行方法

Method对象提供了如下方法，用于执行它所代表的方法：

public Object invoke(Object obj,Object...args)

练习：使用Method分别执行无参、有参、多个参（带数组和基本数据类型）、静态、私有的方法。

//反射小练习//已知一个JavaBean对象Person，将Person中的所有String类型的成员变量所对应的字符串内容中n换成m，并将其输出。import java.lang.reflect.*;class Person{private String name;private String city;Person(String name,String city){this.name = name;this.city = city;}public void setName(String name){this.name = name;}public String getName(){return name;}public void setCity(String city){this.city = city;}public String getCity(){return city;}}class ReflectDemo{public static void main(String[] args)throws Exception{Person p = new Person("zhangsan","beijing");changeString(p);Method[] methods = p.getClass().getMethods();String refname = null;String refcity = null;for(Method method:methods){String methodname = method.getName();if(methodname=="getName"){Method methodGetName = p.getClass().getMethod(methodname);refname = (String)methodGetName.invoke(p);}else if(methodname=="getCity"){Method methodGetCity = p.getClass().getMethod(methodname);refcity = (String)methodGetCity.invoke(p);}}System.out.println("姓名："+refname+",城市："+refcity);}public static void changeString(Object obj)throws Exception{Field[] fields = obj.getClass().getDeclaredFields();for(Field field:fields){field.setAccessible(true);if(field.getType() == String.class){String oldstring = (String)field.get(obj);String newstring = oldstring.replace('b','a');field.set(obj,newstring);}}}}