java反射机制详解

JAVA反射机制

JAVA反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制。
Java反射机制主要提供了以下功能： 在运行时判断任意一个对象所属的类；在运行时构造任意一个类的对象；在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法；在运行时调用任意一个对象的方法；生成动态代理。

1. 得到某个对象的属性

Java代码  

1. public Object getProperty(Object owner/*任意对象*/ , String fieldName) throws Exception {  
2.      Class ownerClass = owner.getClass();    //根据对象反向得出所属的类
3. 
   
4.      Field field = ownerClass.getField(fieldName);//根据类得到属性
5.    
6.      Object property = field.get(owner); //得到属性的值
7.    
8.      return property;  
9. }  

 
Class ownerClass = owner.getClass()：得到该对象的Class。

Field field = ownerClass.getField(fieldName)：通过Class得到类声明的属性。

Object property = field.get(owner)：通过对象得到该属性的实例，如果这个属性是非公有的，这里会报IllegalAccessException（即该属性必须是public）。

2. 得到某个类的静态属性

Java代码  

1. public Object getStaticProperty(String className, String fieldName)  
2.              throws Exception {  
3.      Class ownerClass = Class.forName(className);  
4.    
5.      Field field = ownerClass.getField(fieldName);  
6.    
7.      Object property = field.get(ownerClass);  
8.    
9.      return property;  
10. }  

 

Class ownerClass = Class.forName(className) ：首先得到这个类的Class。

Field field = ownerClass.getField(fieldName)：和上面一样，通过Class得到类声明的属性。

Object property = field.get(ownerClass) ：这里和上面有些不同，因为该属性是静态的，所以直接从类的Class里取。

3. 执行某对象的方法

Java代码  

1. public Object invokeMethod(Object owner, String methodName, Object[] args) throws Exception {  
2.    
3.      Class ownerClass = owner.getClass();  
4.    
5.      Class[] argsClass = new Class[args.length];  
6.    
7.      for (int i = 0, j = args.length; i < j; i++) {  
8.          argsClass[i] = args[i].getClass();  
9.      }  
10.   
11.       Method method = ownerClass.getMethod(methodName,argsClass);  
12.    
13.      return method.invoke(owner, args);  
14. }  

 
Class owner_class = owner.getClass() ：首先还是必须得到这个对象的Class。

5～9行：配置参数的Class数组，作为寻找Method的条件。

Method method = ownerClass.getMethod(methodName, argsClass)：通过methodName和参数的argsClass（方法中的参数类型集合）数组得到要执行的Method。

method.invoke(owner, args)：执行该Method.invoke方法的参数是执行这个方法的对象owner，和参数数组args，可以这么理解：owner对象中带有参数args的method方法。返回值是Object，也既是该方法的返回值。

4. 执行某个类的静态方法

Java代码  

1. public Object invokeStaticMethod(String className, String methodName,  
2.              Object[] args) throws Exception {  
3.      Class ownerClass = Class.forName(className);  
4.    
5.      Class[] argsClass = new Class[args.length];  
6.    
7.      for (int i = 0, j = args.length; i < j; i++) {  
8.          argsClass[i] = args[i].getClass();  
9.      }  
10.    
11.     Method method = ownerClass.getMethod(methodName,argsClass);  
12.    
13.      return method.invoke(null, args);  
14.  }  

 

基本的原理和实例3相同，不同点是最后一行，invoke的一个参数是null，因为这是静态方法，不需要借助实例运行。

5. 新建实例

Java代码  

1. public Object newInstance(String className, Object[] args) throws Exception {  
2.      Class newoneClass = Class.forName(className);  
3.    
4.      Class[] argsClass = new Class[args.length];  
5.    
6.      for (int i = 0, j = args.length; i < j; i++) {  
7.          argsClass[i] = args[i].getClass();  
8.      }  
9.    
10.      Constructor cons = newoneClass.getConstructor(argsClass);  
11.    
12.      return cons.newInstance(args);  
13.    
14. }  

 
这里说的方法是执行带参数的构造函数来新建实例的方法。如果不需要参数，可以直接使用newoneClass.newInstance()来实现。

Class newoneClass = Class.forName(className)：第一步，得到要构造的实例的Class。

第5～第9行：得到参数的Class数组。

Constructor cons = newoneClass.getConstructor(argsClass)：得到构造子。

cons.newInstance(args)：新建实例。

6. 判断是否为某个类的实例

Java代码  

1. public boolean isInstance(Object obj, Class cls) {  
2.      return cls.isInstance(obj);  
3. }  

 
7. 得到数组中的某个元素

Java代码  

1. public Object getByArray(Object array, int index) {  
2.      return Array.get(array,index);  
3. }  

   一，先看一下反射的概念：

              主要是指程序可以访问，检测和修改它本身状态或行为的一种能力，并能根据自身行为的状态和结果，调整或修改应用所描述行为的状态和相关的语义。

             反射是java中一种强大的工具，能够使我们很方便的创建灵活的代码，这些代码可以再运行时装配，无需在组件之间进行源代码链接。但是反射使用不当会成本很高！

             看概念很晕的，继续往下看。

 

      二，反射机制的作用：

              1，反编译：.class-->.java

              2,通过反射机制访问java对象的属性，方法，构造方法等；

             这样好像更容易理解一些，下边我们具体看怎么实现这些功能。

      三，在这里先看一下sun为我们提供了那些反射机制中的类：

java.lang.Class;                

java.lang.reflect.Constructor; java.lang.reflect.Field;        

java.lang.reflect.Method;

java.lang.reflect.Modifier;

获取Class对象有三种方式：

 

1.通过Object类的getClass()方法。例如：

Class c1 = new String("").getClass();

2.通过Class类的静态方法——forName()来实现：

Class c2 = Class.forName("MyObject");

3.如果T是一个已定义的类型的话，在java中，它的.class文件名：T.class就代表了与其匹配的Class对象，例如：

Class c3 = Manager.class;

Class c4 = int.class;

Class c5 = Double[].class;

这里需要解释一下3：请记住一句话，java中，一切皆对象。也就是说，基本类型int float 等也会在jvm的内存池像其他类型一样中生成

一个Class对象。而数组等组合型数据类型也是会生成一个Class对象的，而且更令人惊讶的是，java中数组的本来面目其实就是某个类，惊讶

中的惊讶是，含有相同元素的相同维数的数组还会共同享用同一个Class对象！其实根据我的臆想，数组的length性质应该就保存在这个Class

对象里面。

 

Class类中存在以下几个重要的方法：

 

1.getName()

一个Class对象描述了一个特定类的特定属性，而这个方法就是返回String形式的该类的简要描述。由于历史原因，对数组的Class对象

调用该方法会产生奇怪的结果。

2.newInstance()

该方法可以根据某个Class对象产生其对应类的实例。需要强调的是，它调用的是此类的默认构造方法。例如：

MyObject x = new MyObject();

MyObject y = x.getClass().newInstance();

3.getClassLoader()

返回该Class对象对应的类的类加载器。

 

4.getComponentType()

该方法针对数组对象的Class对象，可以得到该数组的组成元素所对应对象的Class对象。例如：

int[] ints = new int[]{1,2,3};

Class class1 = ints.getClass();

Class class2 = class1.getComponentType();

而这里得到的class2对象所对应的就应该是int这个基本类型的Class对象。

 

5.getSuperClass()

返回某子类所对应的直接父类所对应的Class对象。

 

6.isArray()

判定此Class对象所对应的是否是一个数组对象。

            很多反射中的方法，属性等操作我们可以从这四个类中查询。还是哪句话要学着不断的查询API，那才是我们最好的老师。

         四，具体功能实现：

                1，反射机制获取类有三种方法，我们来获取Employee类型

[java] view plain copy

 print?

1. //第一种方式：  
2. Classc1 = Class.forName("Employee");  
3. //第二种方式：  
4. //java中每个类型都有class 属性.  
5. Classc2 = Employee.class;  
6.    
7. //第三种方式：  
8. //java语言中任何一个java对象都有getClass 方法  
9. Employeee = new Employee();  
10. Classc3 = e.getClass(); //c3是运行时类 (e的运行时类是Employee)  

 

    2，创建对象：获取类以后我们来创建它的对象，利用newInstance：

[java] view plain copy

 print?

1. Class c =Class.forName("Employee");  
2.   
3. //创建此Class 对象所表示的类的一个新实例  
4. Objecto = c.newInstance(); //调用了Employee的无参数构造方法.  

    3,获取属性：分为所有的属性和指定的属性：

      a，先看获取所有的属性的写法：

[java] view plain copy

 print?

1. //获取整个类  
2.             Class c = Class.forName("java.lang.Integer");  
3.               //获取所有的属性?  
4.             Field[] fs = c.getDeclaredFields();  
5.        
6.                    //定义可变长的字符串，用来存储属性  
7.             StringBuffer sb = new StringBuffer();  
8.             //通过追加的方法，将每个属性拼接到此字符串中  
9.             //最外边的public定义  
10.             sb.append(Modifier.toString(c.getModifiers()) + " class " + c.getSimpleName() +"{\n");  
11.             //里边的每一个属性  
12.             for(Field field:fs){  
13.                 sb.append("\t");//空格  
14.                 sb.append(Modifier.toString(field.getModifiers())+" ");//获得属性的修饰符，例如public，static等等  
15.                 sb.append(field.getType().getSimpleName() + " ");//属性的类型的名字  
16.                 sb.append(field.getName()+";\n");//属性的名字+回车  
17.             }  
18.       
19.             sb.append("}");  
20.       
21.             System.out.println(sb);  

       b，获取特定的属性，对比着传统的方法来学习：

[java] view plain copy

 print?

1. public static void main(String[] args) throws Exception{  
2.               
3. <span style="white-space:pre">  </span>//以前的方式：  
4.     /* 
5.     User u = new User(); 
6.     u.age = 12; //set 
7.     System.out.println(u.age); //get 
8.     */  
9.               
10.     //获取类  
11.     Class c = Class.forName("User");  
12.     //获取id属性  
13.     Field idF = c.getDeclaredField("id");  
14.     //实例化这个类赋给o  
15.     Object o = c.newInstance();  
16.     //打破封装  
17.     idF.setAccessible(true); //使用反射机制可以打破封装性，导致了java对象的属性不安全。  
18.     //给o对象的id属性赋值"110"  
19.     idF.set(o, "110"); //set  
20.     //get  
21.     System.out.println(idF.get(o));  
22. }  

 4，获取方法，和构造方法，不再详细描述，只来看一下关键字：

方法关键字

含义

getDeclaredMethods()

获取所有的方法

getReturnType()

获得方法的放回类型

getParameterTypes()

获得方法的传入参数类型

getDeclaredMethod("方法名",参数类型.class,……)

获得特定的方法

 

 

构造方法关键字

含义

getDeclaredConstructors()

获取所有的构造方法

getDeclaredConstructor(参数类型.class,……)

获取特定的构造方法

 

 

父类和父接口

含义

getSuperclass()

获取某类的父类

getInterfaces()

获取某类实现的接口

  

         这样我们就可以获得类的各种内容，进行了反编译。对于JAVA这种先编译再运行的语言来说，反射机制可以使代码更加灵活，更加容易实现面向对象。

 

  五，反射加配置文件，使我们的程序更加灵活：

             在设计模式学习当中，学习抽象工厂的时候就用到了反射来更加方便的读取数据库链接字符串等，当时不是太理解，就照着抄了。看一下.NET中的反射+配置文件的使用：

             当时用的配置文件是app.config文件，内容是XML格式的，里边填写链接数据库的内容:

[html] view plain copy

 print?

1.       <configuration>  
2. lt;appSettings>  
3. <add     key=""  value=""/>  
4. lt;/appSettings>  
5.         </configuration>  

 反射的写法：   

[csharp] view plain copy

 print?

1. assembly.load("当前程序集的名称").CreateInstance("当前命名空间名称".要实例化的类名);  

 

          这样的好处是很容易的方便我们变换数据库，例如我们将系统的数据库从SQL Server升级到Oracle，那么我们写两份D层，在配置文件的内容改一下，或者加条件选择一下即可，带来了很大的方便。

            

         当然了，JAVA中其实也是一样，只不过这里的配置文件为.properties,称作属性文件。通过反射读取里边的内容。这样代码是固定的，但是配置文件的内容我们可以改，这样使我们的代码灵活了很多！

    综上为，JAVA反射的再次学习，灵活的运用它，能够使我们的代码更加灵活，但是它也有它的缺点，就是运用它会使我们的软件的性能降低，复杂度增加，所以还要我们慎重的使用它。