Java反射技术

反射就是把Java类中的各种成分映射成相应的java类.
Reflection 是 Java 程序开发语言的特征之一，它允许运行中的 Java 程序对自身进行检查，或者说“自审”，并能直接操作程序的内部属性。

1．检测类：

1.1 reflection的工作机制

考虑下面这个简单的例子，让我们看看 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(args[0]); 
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); 
} 
} 
}

按如下语句执行：

java DumpMethods java.util.Stack

它的结果输出为：

public java.lang.Object java.util.Stack.push(java.lang.Object)

public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.pop()

public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.peek()

public boolean java.util.Stack.empty()

public synchronized int java.util.Stack.search(java.lang.Object)

这样就列出了java.util.Stack 类的各方法名以及它们的限制符和返回类型。

这个程序使用 Class.forName 载入指定的类，然后调用 getDeclaredMethods 来获取这个类中定义了的方法列表。java.lang.reflect.Methods 是用来描述某个类中单个方法的一个类。

1.2 Java类反射中的主要方法

对于以下三类组件中的任何一类来说 -- 构造函数、字段和方法 -- java.lang.Class 提供四种独立的反射调用，以不同的方式来获得信息。调用都遵循一种标准格式。以下是用于查找构造函数的一组反射调用：

Constructor getConstructor(Class[] params) -- 获得使用特殊的参数类型的公共构造函数，

Constructor[] getConstructors() -- 获得类的所有公共构造函数

Constructor getDeclaredConstructor(Class[] params) -- 获得使用特定参数类型的构造函数(与接入级别无关)

Constructor[] getDeclaredConstructors() -- 获得类的所有构造函数(与接入级别无关)

获得字段信息的Class 反射调用不同于那些用于接入构造函数的调用，在参数类型数组中使用了字段名：

Field getField(String name) -- 获得命名的公共字段

Field[] getFields() -- 获得类的所有公共字段

Field getDeclaredField(String name) -- 获得类声明的命名的字段

Field[] getDeclaredFields() -- 获得类声明的所有字段

用于获得方法信息函数：

Method getMethod(String name, Class[] params) -- 使用特定的参数类型，获得命名的公共方法

Method[] getMethods() -- 获得类的所有公共方法

Method getDeclaredMethod(String name, Class[] params) -- 使用特写的参数类型，获得类声明的命名的方法

Method[] getDeclaredMethods() -- 获得类声明的所有方法

1.3开始使用 Reflection：

用于 reflection 的类，如 Method，可以在 java.lang.relfect 包中找到。使用这些类的时候必须要遵循三个步骤：第一步是获得你想操作的类的 java.lang.Class 对象。在运行中的 Java 程序中，用 java.lang.Class 类来描述类和接口等。

下面就是获得一个 Class 对象的方法之一：

Class c = Class.forName("java.lang.String");

这条语句得到一个 String 类的类对象。还有另一种方法，如下面的语句：

Class c = int.class;

或者

Class c = Integer.TYPE;

它们可获得基本类型的类信息。其中后一种方法中访问的是基本类型的封装类 (如 Integer) 中预先定义好的 TYPE 字段。

第二步是调用诸如 getDeclaredMethods 的方法，以取得该类中定义的所有方法的列表。

一旦取得这个信息，就可以进行第三步了——使用 reflection API 来操作这些信息，如下面这段代码：

Class c = Class.forName("java.lang.String");

Method m[] = c.getDeclaredMethods();

System.out.println(m[0].toString());

它将以文本方式打印出 String 中定义的第一个方法的原型。

2．处理对象：

如果要作一个开发工具像debugger之类的，你必须能发现filed values,以下是三个步骤:

a.创建一个Class对象 
b.通过getField 创建一个Field对象 
c.调用Field.getXXX(Object)方法(XXX是Int,Float等，如果是对象就省略；Object是指实例).

例如： 
import java.lang.reflect.*; 
import java.awt.*;

class SampleGet { 
public static void main(String[] args) { 
Rectangle r = new Rectangle(100, 325); 
printHeight(r); 
}

static void printHeight(Rectangle r) { 
Field heightField; 
Integer heightValue; 
Class c = r.getClass(); 
try { 
heightField = c.getField("height"); 
heightValue = (Integer) heightField.get(r); 
System.out.println("Height: " + heightValue.toString()); 
} catch (NoSuchFieldException e) { 
System.out.println(e); 
} catch (SecurityException e) { 
System.out.println(e); 
} catch (IllegalAccessException e) { 
System.out.println(e); 
} 
} 
}

顾名思义，反射 (reflection) 机制就像是在吴承恩所写的西游记中所提及的「照妖镜」，可以让类别或对象 (object) 在执行时期「现出原形」。我们可以利用反射机制来深入了解某类(class) 的构造函数 (constructor)、方法 (method)、字段 (field)，甚至可以改变字段的值、呼叫方法、建立新的对象。有了反射机制，程序员即使对所想使用的类别所知不多，也能照样写程序。反射机制能够用来呼叫方法，这正是反射机制能够取代函数指针的原因。

以 Java 来说，java.lang.reflect.Method (以下简称 Method) 类别是用来表示某类别的某方法。我们可以透过 java.lang.Class (以下简称 Class) 类别的许多方法来取得 Method 对象。Method 类别提供 invoke() 方法，透过 invoke()，此 Method 对象所表示的方法可以被呼叫，所有的参数则是被组织成一个数组，以方便传入 invoke()。

举个例子，下面是一个名为 Invoke 的程序，它会将命令列的 Java 类别名称和要呼叫的方法名称作为参数。为了简单起见，我假定此方法是静态的，且没有参数：

import java.lang.reflect.*;
class Invoke { 
public static void main(String[] args ) { 
try { 
Class c = Class.forName( args[0] ); 
Method m = c.getMethod( args[1], new Class [] { } ); 
Object ret = m.invoke( null, null ); 
System.out.println(args[0] + "." + args[1] +"() = " + ret ); 
} catch ( ClassNotFoundException ex ) { 
System.out.println("找不到此类别"); 
} catch (NoSuchMethodException ex ) { 
System.out.println("此方法不存在"); 
} catch (IllegalAccessException ex ) { 
System.out.println("没有权限调用此方法"); 
} catch (InvocationTargetException ex ) { 
System.out.println("调用此方法时发生下列例外:\n" + ex.getTargetException() ); 
} 
}
}
我们可以执行 Invoke 来取得系统的时间：

java Invoke java.lang.System CurrentTimeMillis执行的结果如下所示：

java.lang.System.currentTimeMillis() = 1049551169474我们的第一步就是用名称去寻找指定的 Class。我们用类别名称 (命令列的第一个参数) 去呼叫 forName() 方法，然后用方法名称 (命令列的第二个参数) 去取得方法。getMethod() 方法有两个参数：第一个是方法名称 (命令列的第二个参数)，第二个是 Class 对象的数组，这个阵例指明了方法的 signature (任何方法都可能会被多载，所以必须指定 signature 来分辨。) 因为我们的简单程序只呼叫没有参数的方法，我们建立一个 Class 对象的匿名空数组。如果我们想要呼叫有参数的方法，我们可以传递一个类别数组，数组的内容是各个类别的型态，依顺序排列。

一旦我们有了 Method 对象，就呼叫它的 invoke() 方法，这会造成我们的目标方法被调用，并且将结果以 Object 对象传回。如果要对此对象做其它额外的事，你必须将它转型为更精确的型态。

invoke() 方法的第一个参数就是我们想要呼叫目标方法的对象，如果该方法是静态的，就没有对象，所以我们把第一个参数设为 null，这就是我们范例中的情形。第二个参数是要传给目标方法作为参数的对象数组，它们的型态要符合呼叫 getMethod() 方法中所指定的型态。因为我们呼叫的方法没有参数，所以我们传递 null 作为 invoke() 的第二个参数。

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;
import java.util.HashMap;

public class TestRef {
public static void main(String[] args) throws Exception {
TestRef testRef = new TestRef();
Class clazz = TestRef. class ;
System.out.println( " getPackage() = " + clazz.getPackage().getName());
// getModifiers()的返回值可以包含类的种类信息。比如是否为public,abstract,static 
int mod = clazz.getModifiers();
System.out.println( " Modifier.isAbstract(mod) = " + Modifier.isAbstract(mod));
System.out.println( " getName() = " + clazz.getName());
System.out.println( " getSuperclass() = " + clazz.getSuperclass().getName());
System.out.println( " getInterfaces() = " + clazz.getInterfaces()); // 实现了哪些Interface 
System.out.println( " clazz.getDeclaredClasses() = " + clazz.getDeclaredClasses()); // 包含哪些内部类 
System.out.println( " getDeclaringClass() = " + clazz.getDeclaringClass()); 
// 如果clazz是inner class 那么返回其outer class 

System.out.println( " ---------- " );
Constructor[] constructor = clazz.getDeclaredConstructors(); // 返回一组构造函数 Constructor[] 
if (constructor != null ) {
for ( int i = 0 ; i < constructor.length; i ++ ) {
System.out.println(constructor[i].getName());
} 
} 

System.out.println( " ---------- " );
Method[] method = clazz.getDeclaredMethods(); // Method[] 
if (method != null ) {
for ( int i = 0 ; i < method.length; i ++ ) {
System.out.println(method[i].getName());
} 
} 

System.out.println( " ---------- " );
Field[] field = clazz.getDeclaredFields(); // Field[] 
if (field != null ) {
for ( int i = 0 ; i < field.length; i ++ ) {
System.out.println(field[i].getName());
System.out.println(field[i].getType().getName());
System.out.println(field[i].get(testRef));
} 
} 

// 动态生成instance(无参数) 
Class clz = Class.forName( " reflection.TestRef " );
Object obj = clz.newInstance();
System.out.println(((TestRef)obj).getStr());

// 动态生成instance(有参数) 
Class[] params = new Class[] {String. class , int . class , double . class } ;
Constructor construct = clz.getConstructor(params);
// JDK1.5的情况下可以直接用{"haha",999,100.01}作为参数 
Object obj2 = construct.newInstance(new Object[]{"haha",new Integer( 999 ), new Double( 100.01 )} ); 
System.out.println(((TestRef)obj2).getStr());

// 动态调用method(public method) 
Class[] params2 = new Class[] {String. class } ;
Method methods = clz.getMethod( " setStr " , params2);
methods.invoke(testRef, new Object[] { " invoke method " } );
System.out.println(testRef.getStr());

// 动态改变field内容(public field) 
Field fields = clz.getField( " str " );
fields.set(testRef, " set field's value " );
System.out.println(testRef.getStr());

}

public TestRef() {
System.out.println( " --- complete TestRef() --- " );
} 

public TestRef(String str, int i, double d) {
this .str = str;
this .i = i;
this .d = d;
System.out.println( " --- complete TestRef(String str, int i, double d) --- " );
} 

public String str = " I'm a string " ;

int i = 1 ;

double d = 3.14 ;

HashMap map = new HashMap();

public double getD() {
return d;
}

public void setD( double d) {
this .d = d;
}

public int getI() {
return i;
}

public void setI( int i) {
this .i = i;
}

public HashMap getMap() {
return map;
}

public void setMap(HashMap map) {
this .map = map;
}

public String getStr() {
return str;
}

public void setStr(String str) {
this .str = str;
} 
}