Java反射机制详解

     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和属性；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。

1、关于Class

    1、Class是一个类，一个描述类的类（也就是描述类本身），封装了描述方法的Method，描述字段的Filed，描述构造器的Constructor等属性
    2、对象照镜子后（反射）可以得到的信息：某个类的数据成员名、方法和构造器、某个类到底实现了哪些接口。
    3、对于每个类而言，JRE 都为其保留一个不变的 Class 类型的对象。
        一个 Class 对象包含了特定某个类的有关信息。
    4、Class 对象只能由系统建立对象
    5、一个类在 JVM 中只会有一个Class实例

package com.java.reflection;public class Person {    String name;    private int age;    public Person() {        System.out.println("无参构造器");    }    public Person(String name, int age) {        System.out.println("有参构造器");        this.name = name;        this.age = age;    }    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;    }    @Override    public String toString() {        return "Person{" +                "name='" + name + '\'' +                ", age=" + age +                '}';    }}

2、反射机制获取类有三种方法

    /**     * 反射机制获取类有三种方法     */    @Test    public void testGetClass() throws ClassNotFoundException {        Class clazz = null;        //1 直接通过类名.Class的方式得到        clazz = Person.class;        System.out.println("通过类名: " + clazz);        //2 通过对象的getClass()方法获取,这个使用的少（一般是传的是Object，不知道是什么类型的时候才用）        Object obj = new Person();        clazz = obj.getClass();        System.out.println("通过getClass(): " + clazz);        //3 通过全类名获取，用的比较多，但可能抛出ClassNotFoundException异常        clazz = Class.forName("com.java.reflection.Person");        System.out.println("通过全类名获取: " + clazz);    }

通过类名: class com.java.reflection.Person
无参构造器
通过getClass(): class com.java.reflection.Person
通过全类名获取: class com.java.reflection.Person

3、利用newInstance创建对象：调用的类必须有无参的构造器

    /**     * Class类的newInstance()方法，创建类的一个对象。     */    @Test    public void testNewInstance()            throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {        Class clazz = Class.forName("com.java.reflection.Person");        //使用Class类的newInstance()方法创建类的一个对象        //实际调用的类的那个 无参数的构造器（这就是为什么写的类的时候，要写一个无参数的构造器，就是给反射用的）        //一般的，一个类若声明了带参数的构造器，也要声明一个无参数的构造器        Object obj = clazz.newInstance();        System.out.println(obj);    }

无参构造器
Person{name='null', age=0}

4、ClassLoader类加载器

类加载器详解：http://blog.csdn.net/ochangwen/article/details/51473120

    /**     * ClassLoader类装载器     */    @Test    public void testClassLoader1() throws ClassNotFoundException, IOException {        //1、获取一个系统的类加载器        ClassLoader classLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();        System.out.println("系统的类加载器-->" + classLoader);        //2、获取系统类加载器的父类加载器(扩展类加载器（extensions classLoader）)        classLoader = classLoader.getParent();        System.out.println("扩展类加载器-->" + classLoader);        //3、获取扩展类加载器的父类加载器        //输出为Null,无法被Java程序直接引用        classLoader = classLoader.getParent();        System.out.println("启动类加载器-->" + classLoader);        //        //4、测试当前类由哪个类加载器进行加载 ,结果就是系统的类加载器        classLoader = Class.forName("com.java.reflection.Person").getClassLoader();        System.out.println("当前类由哪个类加载器进行加载-->"+classLoader);        //5、测试JDK提供的Object类由哪个类加载器负责加载的        classLoader = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();        System.out.println("JDK提供的Object类由哪个类加载器加载-->" + classLoader);    }

系统的类加载器-->sun.misc.Launcher$AppClassLoader@43be2d65
扩展类加载器-->sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@7a9664a1
启动类加载器-->null
当前类由哪个类加载器进行加载-->sun.misc.Launcher$AppClassLoader@43be2d65
JDK提供的Object类由哪个类加载器加载-->null
4.1、getResourceAsStream方法

    @Test    public void testGetResourceAsStream() throws ClassNotFoundException, IOException {//        这么写的话，文件需要放到src目录下        //       InputStream in = new FileInputStream("test.properties");        //5、关于类加载器的一个主要方法        //调用getResourceAsStream 获取类路径下的文件对应的输入流        InputStream in = this.getClass().getClassLoader()                .getResourceAsStream("com/java/reflection/test.properties");        System.out.println("in: " +in);        Properties properties = new Properties();        properties.load(in);        String driverClass = properties.getProperty("dirver");        String jdbcUrl = properties.getProperty("jdbcUrl");        //中文可能会出现乱码，需要转换一下        String user = new String(properties.getProperty("user").getBytes("ISO-8859-1"), "UTF-8");        String password = properties.getProperty("password");        System.out.println("diverClass: "+driverClass);        System.out.println("user: " + user);    }

test.properties内容如下：
dirver=com.mysql.jdbc.Driver;
jdbcUrl=jdbc:mysql://192.168.42.108:3306/test
user=测试
password=993803结果：

in: java.io.BufferedInputStream@2aca0115
diverClass: com.mysql.jdbc.Driver;
user: 测试

5、Method: 对应类中的方法

public class Person {    private String name;    private int age;    //新增一个私有方法    private void privateMthod(){    }        public Person() {        System.out.println("无参构造器");    }    public Person(String name, int age) {        System.out.println("有参构造器");        this.name = name;        this.age = age;    }    public String getName() {        return name;    }    public void setName(String name) {        this.name = name;    }    /**     *      * @param age  类型用Integer，不用int     */    public void setName(String name , int age){        System.out.println("name: " + name);        System.out.println("age:"+ age);    }    public int getAge() {        return age;    }    public void setAge(int age) {        this.age = age;    }    @Override    public String toString() {        return "Person{" +                "name='" + name + '\'' +                ", age=" + age +                '}';    }}

    @Test    public void testMethod() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException,             IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException {        Class clazz = Class.forName("com.java.reflection.Person");        //1、得到clazz 对应的类中有哪些方法,不能获取private方法        Method[] methods =clazz.getMethods();        System.out.print("        getMethods: ");        for (Method method : methods){            System.out.print(method.getName() + ", ");        }        //2、获取所有的方法(且只获取当着类声明的方法，包括private方法）        Method[] methods2 = clazz.getDeclaredMethods();        System.out.print("\ngetDeclaredMethods: ");        for (Method method : methods2){            System.out.print(method.getName() + ", ");        }        //3、获取指定的方法        Method method = clazz.getDeclaredMethod("setName",String.class);//第一个参数是方法名，后面的是方法里的参数        System.out.println("\nmethod : " + method);        Method method2 = clazz.getDeclaredMethod("setName",String.class ,int.class);//第一个参数是方法名，后面的是方法里的参数        System.out.println("method2: " + method2);        //4、执行方法！        Object obj = clazz.newInstance();        method2.invoke(obj, "changwen", 22);    }

        getMethods: toString, getName, setName, setName, setAge, getAge, wait, wait, wait, equals, hashCode, getClass, notify, notifyAll,
getDeclaredMethods: toString, getName, setName, setName, setAge, getAge, privateMthod,
method : public void com.java.reflection.Person.setName(java.lang.String)
method2: public void com.java.reflection.Person.setName(java.lang.String,int)
无参构造器
name: changwen
age:22

6、invoke方法

public class PersonInvoke {    public PersonInvoke() {    }    private String method2() {        return "Person private String method2";    }}

public class StudentInvoke extends PersonInvoke{    private void method1(Integer age) {        System.out.println("Student private void method1, age=:" +age);    }}

获取当前类的父类定义的私有方法

    /**     * 获取当前类的父类中定义的私有方法     * 直接调用getSuperclass()     */    @Test    public void testGetSuperClass() throws Exception {        String className = "com.java.reflection.StudentInvoke";        Class clazz = Class.forName(className);        Class superClazz = clazz.getSuperclass();        System.out.println(superClazz);        //输出结果：class com.java.reflection.PersonInvoke    }

另一种写法

   /**     * @param className  某个类的全类名     * @param methodName 类的一个方法的方法名，该方法也可能是私有方法     * @param args  调用该方法需要传入的参数 ...可变参数的意思     * @return 调用方法后的返回值     */    public Object invoke(String className, String methodName, Object ... args) {        Object obj = null;        try {            obj = Class.forName(className).newInstance();            return invoke(obj, methodName, args);        } catch (InstantiationException e) {            e.printStackTrace();        } catch (IllegalAccessException e) {            e.printStackTrace();        } catch (ClassNotFoundException e) {            e.printStackTrace();        }        return invoke(null, methodName, args);    }    /**     * @param obj  方法执行的那个对象     * @param methodName 类的一个方法的方法名，该方法也可能是私有方法,还可能是该方法在父类中定义的私有方法     * @param args  调用该方法需要传入的参数 ...可变参数的意思     * @return 调用方法后的返回值     */    public Object invoke(Object obj, String methodName, Object ... args) {        //1、获取Method对象        Class [] parameterTypes = new Class[args.length];        for (int i=0 ; i<args.length; i++){            parameterTypes[i] = args[i].getClass();        }        try {            //2、执行Method方法            Method method = getMethod(obj.getClass(), methodName,parameterTypes);            //通过反射执行private方法            method.setAccessible(true);            //3、返回方法的返回值            return method.invoke(obj,args);        } catch (Exception e) {        }        return null;    }    /**     * 获取clazz 的methodName 方法， 该方法可能是私有方法，还可能是父类中的私有方法     */    public Method getMethod(Class clazz, String methodName, Class ... parameterTypes) {        //注意这个循环里的内容！！！        for (; clazz != Object.class; clazz = clazz.getSuperclass()){            try {                return clazz.getDeclaredMethod(methodName, parameterTypes);            } catch (Exception e) { //这里要写Exception，不然会出错，应该是有部分异常没有捕获            }        }        return null;    }

测试：

    @Test    public void testInvoke2() {        Object obj = new StudentInvoke();        invoke(obj, "method1", 10);        Object result = invoke(obj, "method2");        System.out.println(result);    }

private void method1,age:10
Person private String method2

7、Field字段

public class Person {    public String name;    private Integer age;    public Person() {    }    public Person(String name, Integer age) {        this.name = name;        this.age = age;    }}

    /**     * Field: 封装了字段的信息     */    @Test    public void testField() throws            ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException {        Class clazz = Class.forName("com.java.reflection.Person");        //1、获取字段        //1.1 获取Field的数组,私有字段也能获取        Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();        for (Field field: fields) {            System.out.print(field.getName() + ", ");        }        //1.2 获取指定名字的Field（如果是私有的，见下面的4)        Field field = clazz.getDeclaredField("name");        System.out.println("\n获取指定Field名=: " + field.getName());        Person person = new Person("ABC", 12);        //2、获取指定对象的Field的值        Object val = field.get(person);        System.out.println("获取指定对象字段'name'的Field的值=： " + val);        //3、设置指定对象的Field的值        field.set(person, "changwen2");        System.out.println("设置指定对象字段'name'的Field的值=: " + person.name);        //4、若该字段是私有的，需要调用setAccessible(true)方法        Field field2 = clazz.getDeclaredField("age");        field2.setAccessible(true);        System.out.println("获取指定私有字段名=: " + field2.getName());    }

name, age,
获取指定Field名=: name
获取指定对象字段'name'的Field的值=： ABC
设置指定对象字段'name'的Field的值=: changwen2
获取指定私有字段名=: age

    /**     * 一个实例：     * 反射获取一个继承Person2的Student类     * 设置字段"age"=20(该字段可能为私有，可能在其父类中）     */    @Test    public void testClassField() throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {        String className = "com.java.reflection.Student";        String fieldName = "age";  //可能为私有，可能在其父类中        Object val = 20;        //创建className 对应类的对象，并为其fieldName赋值为val        Class clazz = Class.forName(className);        Field field = null;        for (Class clazz2 = clazz; clazz2 != Object.class; clazz2 = clazz2.getSuperclass()){            try {                field = clazz2.getDeclaredField(fieldName);            } catch (Exception e) {            }        }        Object obj = clazz.newInstance();        assert field != null;        field.setAccessible(true);        field.set(obj, val);        Student stu = (Student) obj;        System.out.println("age = " + stu.getAge());    }

8、构造器(Constructor)

    /**     * 构造器：开发用的比较少     */    @Test    public void testConstructor() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException,            IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {        String className = "com.java.reflection.Person";        Class<Person> clazz = (Class<Person>) Class.forName(className);        //1.获取Constructor对象        Constructor<Person>[] constructors =                (Constructor<Person>[]) Class.forName(className).getConstructors();        for (Constructor<Person> constructor: constructors) {            System.out.println(constructor);        }        Constructor<Person> constructor = clazz.getConstructor(String.class, Integer.class);        System.out.println("指定的-->" + constructor);        //2.调用构造器的newInstance()方法创建对象        Object obj= constructor.newInstance("changwen", 11);    }

public com.java.reflection.Person()
public com.java.reflection.Person(java.lang.String,java.lang.Integer)
指定的-->public com.java.reflection.Person(java.lang.String,java.lang.Integer)

9、注解(Annotation)

    •从 JDK5.0 开始,Java 增加了对元数据(MetaData)的支持,也就是Annotation(注释)

    •Annotation其实就是代码里的特殊标记,这些标记可以在编译,类加载,运行时被读取,并执行相应的处理.通过使用Annotation,程序员可以在不改变原有逻辑的情况下,在源文件中嵌入一些补充信息.

    •Annotation 可以像修饰符一样被使用,可用于修饰包,类,构造器,方法,成员变量,参数,局部变量的声明,这些信息被保存在Annotation的“name=value”对中.

    •Annotation能被用来为程序元素(类,方法,成员变量等)设置元数据

基本的 Annotation

•使用 Annotation时要在其前面增加@符号,并把该Annotation当成一个修饰符使用.用于修饰它支持的程序元素

•三个基本的Annotation:

    –@Override:限定重写父类方法,该注释只能用于方法

    –@Deprecated:用于表示某个程序元素(类,方法等)已过时

    –@SuppressWarnings:抑制编译器警告.

自定义 Annotation

    •定义新的 Annotation类型使用@interface关键字

    •Annotation 的成员变量在Annotation定义中以无参数方法的形式来声明.其方法名和返回值定义了该成员的名字和类型.

    •可以在定义Annotation的成员变量时为其指定初始值,指定成员变量的初始值可使用default关键字

    •没有成员定义的Annotation称为标记;包含成员变量的Annotation称为元数据Annotation

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) //运行时检验@Target(value = {ElementType.METHOD})  //作用在方法上public @interface AgeValidator {    int min();    int max();}

    /**     * 通过反射才能获取注解     */    @Test    public void testAnnotation() throws Exception {/*      //这样的方式不能使用注解        Person3 person3 = new Person3();        person3.setAge(10);*/        String className = "com.java.reflection.Person3";        Class clazz = Class.forName(className);        Object obj = clazz.newInstance();        Method method = clazz.getDeclaredMethod("setAge",Integer.class);        int val =40;        //获取注解        Annotation annotation = method.getAnnotation(AgeValidator.class);        if (annotation != null){            if (annotation instanceof AgeValidator){                AgeValidator ageValidator = (AgeValidator) annotation;                if (val< ageValidator.min() || val>ageValidator.max()){                    throw new RuntimeException("数值超出范围");                }            }        }        method.invoke(obj, val);        System.out.println(obj);    }

提取 Annotation信息

•JDK5.0 在 java.lang.reflect包下新增了AnnotatedElement接口,该接口代表程序中可以接受注释的程序元素

•当一个 Annotation类型被定义为运行时Annotation后,该注释才是运行时可见,当class文件被载入时保存在 class文件中的 Annotation才会被虚拟机读取

•程序可以调用AnnotationElement对象的如下方法来访问Annotation信息

–获取 Annotation实例：

•getAnnotation(Class<T>annotationClass)

•getDeclaredAnnotations()

•getParameterAnnotations()

JDK 的元Annotation

•JDK 的元Annotation用于修饰其他Annotation定义

•@Retention:只能用于修饰一个Annotation定义,用于指定该Annotation可以保留多长时间,@Rentention包含一个RetentionPolicy类型的成员变量,使用@Rentention时必须为该value成员变量指定值:

    –RetentionPolicy.CLASS:编译器将把注释记录在class文件中.当运行Java程序时,JVM不会保留注释.这是默认值

    –RetentionPolicy.RUNTIME:编译器将把注释记录在class文件中.当运行 Java 程序时, JVM会保留注释. 程序可以通过反射获取该注释

    –RetentionPolicy.SOURCE:编译器直接丢弃这种策略的注释

•@Target: 用于修饰Annotation定义,用于指定被修饰的Annotation能用于修饰哪些程序元素.@Target也包含一个名为 value的成员变量.

•@Documented:用于指定被该元Annotation修饰的 Annotation类将被 javadoc工具提取成文档.

•@Inherited:被它修饰的Annotation将具有继承性.如果某个类使用了被@Inherited修饰的Annotation, 则其子类将自动具有该注释