Java反射机制——学习总结

什么是反射机制？

参考百度百科对java反射机制的定义：

“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方法和属性；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的 反射机制。”

我们通过一些例子，更好理解反射机制。

Class类

我们知道Java是一门面向对象语言，在Java的世界里，万物皆为对象，比如我们有一个Person类：

public class Person {}

我们创建一个Person类的实例，Person person = new Person(); 那么这个person，就是Person类的实例对象。

那么既然万物都为对象，所以类也是对象。

类是什么的对象呢？ 类是Class类的对象 ，表示方式有三种：

//第一种，任何一个类都有一个隐含的静态成员变量classClass c1 = Person.class;//第二种，已经知道该类的对象，通过getClass()获得Class c2 = person.getClass();//第三种，Class类的forName()方法Class c3 = Class.forName("Person");//这里，c1,c2,c3都是Class类的实例，我们称c1, c2 ,c3为Person类的类类型//不难看出，c1 == c2结果是true, c2 == c3结果也是true

通过类的类类型，我们经常会用到的方法就是newInstance()方法，通过该方法可以创建该类的实例：

Person personA = new Person(); //直接new一个实例Person personB = Person.class.newInstance(); //通过newInstance()方法获得Person的实例//在学习JAVAEE时候，newInstance()方法我们最常见于获取数据库驱动Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver").newInstance();//需要注意的是，在使用newInstance()方法的前提是该类必须要有无参构造方法

动态加载类：

编译时刻加载类称为静态加载，运行时刻加载类称为动态加载，使用new方法新建实例即为静态加载类，在编译时候就要加载全部类。这里我们举一个例子：

为了更好的区分编译和运行，我们不适用IDE工具，而使用记事本来实现这个例子：

//我们举女娲造人的例子，创建一个CreatePerson类public class CreatePerson {    public static void main(String[] args) {        if(args[0].equalsIgnoreCase("man")) {  //如果从命令行传入的参数为man 则创建Man的实例并调用say()方法            new Man().say();        }        if(args[0].equalsIgnoreCase("woman")) {  //如果从命令行传入的参数为woman 则创建Woman的实例并调用say()方法            new Woman().say();        }    }}//CreatePerson类用到了2个类，分别是Man和Woman。//但是我们现在只创建Man类public class Man {    public void say() {        System.out.println("I am a man !");    }}

我们在CMD中编译CreatePerson，看看会发生什么： 

提示我们找不到Woman这个类。 这就是静态加载，在编译时刻需要加载全部类。那么问题来了，如果我要写一个程序，里面有100个功能，这100个功能分别由100个类实现，那么一旦缺少一个类，这整个程序是不是就不能用了。

为了解决这个问题，我们可以使用动态加载。我们把上面这个例子改一下：

//创建一个Person接口public interface Person {    void say();}//修改Man类，继承Person接口public class Man implements Person{    public void say() {        System.out.println("I am a man !");    }}//修改CreatePerson类，实现动态加载类public class CreatePerson{    public static void main(String[] args) {        try{            //动态加载类            Class c = Class.forName(args[0]);            //通过类的类类型，创建该类实例对象            Person person = (Person)c.newInstance();            person.say();        } catch(Exception e) {            e.printStackTrace();        }    }}

这个时候，我们再进行编译： 

没有报错了，那么我们继续把Man编译，再运行一下： 

如果我们在命令行中输入的参数是Woman呢？ 

抛出ClassNotFoundException异常。因为我们并没有创建Woman类，所以如果以后需要创建Woman类实例，我们只需要新建一个Woman类，并实现Person接口就行了。

通过反射机制，获得类的信息

在Java反射机制的定义中有：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。下面是一个实例：

import java.lang.reflect.Constructor;import java.lang.reflect.Field;import java.lang.reflect.Method;public class ClassUtil {    /**     * 获取成员函数的信息     */    public static void getClassMethodMessage(Object obj) {        Class c = obj.getClass();        //获取类的名称        //System.out.println(c.getName());        /**         *          * Method类，方法对象         *getMethods方法获得所有public的方法，包括继承而来         *getDeclaredMethods是获取该类自己的声明的方法         */        Method[] ms = c.getMethods();        for(int i = 0; i < ms.length; i++) {            //得到方法的返回值类型的类类型            Class returnType = ms[i].getReturnType();            System.out.print(returnType.getName() + " ");            //得到方法的名称            System.out.print(ms[i].getName() + "(");            //获取参数类型            Class[] paramTypes = ms[i].getParameterTypes();            for(Class class1:paramTypes) {                System.out.print(class1.getName() + ",");            }            System.out.println(")");        }    }    public static void getFieldMessage(Object obj) {        Class c = obj.getClass();        /**         * 成员变量也是对象         * java.lang.reflect.Field         *          */        Field[] fs = c.getDeclaredFields();        for(Field field:fs) {            //得到成员变量类型的类类型            Class fieldType = field.getType();            String typeName = fieldType.getName();            //得到成员变量的名称            String fieldName = field.getName();            System.out.println(typeName + " " + fieldName);        }    }    public static void printConMessage(Object obj) {        Class c = obj.getClass();        /**         * 构造函数也是对象         *          */        Constructor[] cs = c.getConstructors();        for (Constructor constructor : cs) {            System.out.print(constructor.getName() + "(");            //获取构造函数参数列表------>参数列表的参数类型            Class[] paramType = constructor.getParameterTypes();            for (Class class1 : paramType) {                System.out.print(class1.getName() + ",");            }            System.out.println(")");        }    }    public static void main(String[] args) {        String s = "hello";        getFieldMessage(s);        ClassUtil.printConMessage(s);        getClassMethodMessage(s);    }}

方法的反射操作

可以通过方法的反射操作实现方法的调用：

import java.lang.reflect.Method;public class MethodDemo1 {    public static void main(String[] args) {        //要获取print(int, int)        //要获取类的方法就要获取类的信息，获取类的信息就要获取类的类类型        A a1 = new A();        Class c = a1.getClass();        //2,获取方法 名称和参数列表        //getMethod获取的是public的方法        try {            Method m = c.getDeclaredMethod("print", int.class,int.class);            //方法的反射操作            //a1.print(10, 20);方法的反射操作，用m来进行方法调用和前者效果一致            Object obj = m.invoke(a1, 10,20);//如果方法有返回值返回值，没有就null        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        }    }}class A {    public void print(int a , int b) {        System.out.println(a + b);    }    public void print(String a , String b) {        System.out.println(a.toUpperCase() + "," + b.toUpperCase());    }}

以上就是我对Java反射机制的学习和理解，如果有错误，望指出，以便及时更正！谢谢！

转载地址： http://geek.csdn.net/news/detail/108442

追加一个demo例子：

package cn.lee.demo;import java.lang.reflect.Constructor;import java.lang.reflect.Field;import java.lang.reflect.InvocationTargetException;import java.lang.reflect.Method;import java.lang.reflect.Modifier;import java.lang.reflect.TypeVariable;public class Main {/** * 为了看清楚Java反射部分代码，所有异常我都最后抛出来给虚拟机处理！ * @param args * @throws ClassNotFoundException * @throws InstantiationException * @throws IllegalAccessException * @throws InvocationTargetException  * @throws IllegalArgumentException  * @throws NoSuchFieldException  * @throws SecurityException  * @throws NoSuchMethodException  */public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, SecurityException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {// TODO Auto-generated method stub//Demo1.  通过Java反射机制得到类的包名和类名Demo1();System.out.println("===============================================");//Demo2.  验证所有的类都是Class类的实例对象Demo2();System.out.println("===============================================");//Demo3.  通过Java反射机制，用Class 创建类对象[这也就是反射存在的意义所在]，无参构造Demo3();System.out.println("===============================================");//Demo4:  通过Java反射机制得到一个类的构造函数，并实现构造带参实例对象Demo4();System.out.println("===============================================");//Demo5:  通过Java反射机制操作成员变量, set 和 getDemo5();System.out.println("===============================================");//Demo6: 通过Java反射机制得到类的一些属性： 继承的接口，父类，函数信息，成员信息，类型等Demo6();System.out.println("===============================================");//Demo7: 通过Java反射机制调用类中方法Demo7();System.out.println("===============================================");//Demo8: 通过Java反射机制获得类加载器Demo8();System.out.println("===============================================");}/** * Demo1: 通过Java反射机制得到类的包名和类名 */public static void Demo1(){Person person = new Person();System.out.println("Demo1: 包名: " + person.getClass().getPackage().getName() + "，" + "完整类名: " + person.getClass().getName());}/** * Demo2: 验证所有的类都是Class类的实例对象 * @throws ClassNotFoundException  */public static void Demo2() throws ClassNotFoundException{//定义两个类型都未知的Class , 设置初值为null, 看看如何给它们赋值成Person类Class<?> class1 = null;        Class<?> class2 = null;                //写法1, 可能抛出 ClassNotFoundException [多用这个写法]        class1 = Class.forName("cn.lee.demo.Person");        System.out.println("Demo2:(写法1) 包名: " + class1.getPackage().getName() + "，" + "完整类名: " + class1.getName());                //写法2        class2 = Person.class;        System.out.println("Demo2:(写法2) 包名: " + class2.getPackage().getName() + "，" + "完整类名: " + class2.getName());}/** * Demo3: 通过Java反射机制，用Class 创建类对象[这也就是反射存在的意义所在] * @throws ClassNotFoundException  * @throws IllegalAccessException  * @throws InstantiationException  */public static void Demo3() throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException{Class<?> class1 = null;class1 = Class.forName("cn.lee.demo.Person");//由于这里不能带参数，所以你要实例化的这个类Person，一定要有无参构造函数哈～Person person = (Person) class1.newInstance();person.setAge(20);person.setName("LeeFeng");System.out.println("Demo3: " + person.getName() + " : " + person.getAge());}/** * Demo4: 通过Java反射机制得到一个类的构造函数，并实现创建带参实例对象 * @throws ClassNotFoundException  * @throws InvocationTargetException  * @throws IllegalAccessException  * @throws InstantiationException  * @throws IllegalArgumentException  */public static void Demo4() throws ClassNotFoundException, IllegalArgumentException, InstantiationException, IllegalAccessException, InvocationTargetException{Class<?> class1 = null;Person person1 = null;Person person2 = null;class1 = Class.forName("cn.lee.demo.Person");//得到一系列构造函数集合Constructor<?>[] constructors = class1.getConstructors();person1 = (Person) constructors[0].newInstance();person1.setAge(30);person1.setName("leeFeng");person2 = (Person) constructors[1].newInstance(20,"leeFeng");System.out.println("Demo4: " + person1.getName() + " : " + person1.getAge()+ "  ,   " + person2.getName() + " : " + person2.getAge());}/** * Demo5: 通过Java反射机制操作成员变量, set 和 get *  * @throws IllegalAccessException  * @throws IllegalArgumentException  * @throws NoSuchFieldException  * @throws SecurityException  * @throws InstantiationException  * @throws ClassNotFoundException  */public static void Demo5() throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException, SecurityException, NoSuchFieldException, InstantiationException, ClassNotFoundException{Class<?> class1 = null;class1 = Class.forName("cn.lee.demo.Person");Object obj = class1.newInstance();Field personNameField = class1.getDeclaredField("name");personNameField.setAccessible(true);personNameField.set(obj, "胖虎先森");System.out.println("Demo5: 修改属性之后得到属性变量的值：" + personNameField.get(obj));}/** * Demo6: 通过Java反射机制得到类的一些属性： 继承的接口，父类，函数信息，成员信息，类型等 * @throws ClassNotFoundException  */public static void Demo6() throws ClassNotFoundException{Class<?> class1 = null;class1 = Class.forName("cn.lee.demo.SuperMan");//取得父类名称Class<?>  superClass = class1.getSuperclass();System.out.println("Demo6:  SuperMan类的父类名: " + superClass.getName());System.out.println("===============================================");Field[] fields = class1.getDeclaredFields();for (int i = 0; i < fields.length; i++) {System.out.println("类中的成员: " + fields[i]);}System.out.println("===============================================");//取得类方法Method[] methods = class1.getDeclaredMethods();for (int i = 0; i < methods.length; i++) {System.out.println("Demo6,取得SuperMan类的方法：");System.out.println("函数名：" + methods[i].getName());System.out.println("函数返回类型：" + methods[i].getReturnType());System.out.println("函数访问修饰符：" + Modifier.toString(methods[i].getModifiers()));System.out.println("函数代码写法： " + methods[i]);}System.out.println("===============================================");//取得类实现的接口,因为接口类也属于Class,所以得到接口中的方法也是一样的方法得到哈Class<?> interfaces[] = class1.getInterfaces();for (int i = 0; i < interfaces.length; i++) {System.out.println("实现的接口类名: " + interfaces[i].getName() );}}/** * Demo7: 通过Java反射机制调用类方法 * @throws ClassNotFoundException  * @throws NoSuchMethodException  * @throws SecurityException  * @throws InvocationTargetException  * @throws IllegalAccessException  * @throws IllegalArgumentException  * @throws InstantiationException  */public static void Demo7() throws ClassNotFoundException, SecurityException, NoSuchMethodException, IllegalArgumentException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException{Class<?> class1 = null;class1 = Class.forName("cn.lee.demo.SuperMan");System.out.println("Demo7: \n调用无参方法fly()：");Method method = class1.getMethod("fly");method.invoke(class1.newInstance());System.out.println("调用有参方法walk(int m)：");method = class1.getMethod("walk",int.class);method.invoke(class1.newInstance(),100);}/** * Demo8: 通过Java反射机制得到类加载器信息 *  * 在java中有三种类类加载器。[这段资料网上截取]1）Bootstrap ClassLoader 此加载器采用c++编写，一般开发中很少见。2）Extension ClassLoader 用来进行扩展类的加载，一般对应的是jre\lib\ext目录中的类3）AppClassLoader 加载classpath指定的类，是最常用的加载器。同时也是java中默认的加载器。 *  * @throws ClassNotFoundException  */public static void Demo8() throws ClassNotFoundException{Class<?> class1 = null;class1 = Class.forName("cn.lee.demo.SuperMan");String nameString = class1.getClassLoader().getClass().getName();System.out.println("Demo8: 类加载器类名: " + nameString);}}/** *  * @author xiaoyaomeng * */class  Person{private int age;private String name;public Person(){}public Person(int age, String name){this.age = age;this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}}class SuperMan extends Person implements ActionInterface{private boolean BlueBriefs;public void fly(){System.out.println("超人会飞耶～～");}public boolean isBlueBriefs() {return BlueBriefs;}public void setBlueBriefs(boolean blueBriefs) {BlueBriefs = blueBriefs;}@Overridepublic void walk(int m) {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("超人会走耶～～走了" + m + "米就走不动了！");}}interface ActionInterface{public void walk(int m);}

追加：

反射技术大量用于Java设计模式和框架技术，最常见的设计模式就是工厂模式(Factory)和单例模式(Singleton)。

单例模式(Singleton)

       这个模式主要作用是保证在Java应用程序中，一个类Class只有一个实例存在。在很多操作中，比如建立目录 数据库连接都需要这样的单线程操作。这样做就是为了节省内存空间，保证我们所访问到的都是同一个对象。

       单例模式要求保证唯一，那么怎么样才能保证唯一性呢？对了，这就是静态变量。单例模式有以下两种形式：

第一种形式：

package reflect;public class Singleton {    /*     * 注意这是private私有的构造方法， 只供内部调用     * 外部不能通过new的方式来生成该类的实例     */    private Singleton() {    }    /*     * 在自己内部定义自己一个实例，是不是很奇怪？     * 定义一个静态的实例，保证其唯一性     */    private static Singleton instance = new Singleton();    // 这里提供了一个供外部访问本class的静态方法，可以直接访问    public static Singleton getInstance() {           return instance;    }}/** *测试单例模式 */class SingRun{    public static void main(String[] args){       //这样的调用不被允许，因为构造方法是私有的。       //Singleton x=new Singleton();       //得到一个Singleton类实例       Singleton x=Singleton.getInstance();       //得到另一个Singleton类实例       Singleton y=Singleton.getInstance();       //比较x和y的地址，结果为true。说明两次获得的是同一个对象       System.out.println(x==y);    }}

第二种形式：

public class Singleton {    //先申明该类静态对象    private static Singleton instance = null;    //创建一个静态访问器，获得该类实例。加上同步，表示防止两个线程同时进行对象的创建    public static synchronized Singleton getInstance() {       //如果为空，则生成一个该类实例       if (instance == null){           instance = new Singleton();       }       return instance;    }}

工厂模式（Factory）

        工厂模式是我们最常用的模式了,著名的Jive论坛 ,就大量使用了工厂模式，工厂模式在Java程序系统可以说是随处可见。

为什么工厂模式是如此常用？是因为工厂模式利用Java反射机制和Java多态的特性可以让我们的程序更加具有灵活性。用工厂模式进行大型项目的开发，可以很好的进行项目并行开发。就是一个程序员和另一个程序员可以同时去书写代码，而不是一个程序员等到另一个程序员写完以后再去书写代码。其中的粘合剂就是接口和配置文件。

之前说利用接口可以将调用和实现相分离。

那么这是怎么样去实现的呢？工厂模式可以为我们解答。

 我们先来回顾一下软件的生命周期，分析、设计、编码、调试与测试。其中分析就是指需求分析，就是知道这个软件要做成什么样子，要实现什么样的功能。功能知道了，这时就要设计了。设计的时候要考虑到怎么样高效的实现这个项目，如果让一个项目团队并行开发。这时候，通常先设计接口，把接口给实现接口的程序员和调用接口的程序员，在编码的时候，两个程序员可以互不影响的实现相应的功能，最后通过配置文件进行整合。

代码示例：

/** * *定义接口 */interface InterfaceTest{    public void getName();//定义获得名字的方法}接口有了，那么得到这个接口，进行实现编码的程序员应该怎么做呢？对了，实现这个接口，重写其中定义的方法 接口实现方：/** *第一个程序员书写的，实现这个接口的类 */class Test1 implements InterfaceTest{    /*     * 根据业务，重写方法     */    public void getName() {       System.out.println("test1");    }}/** *第二个程序员书写的，实现这个接口的类 */class Test2 implements InterfaceTest{    /*     * 根据业务，重写方法     */    public void getName() {       System.out.println("test2");    }}

大家可以发现，当接口定义好了以后，不但可以规范代码，而且可以让程序员有条不紊的进行功能的实现。实现接口的程序员根本不用去管，这个类要被谁去调用。

 那么怎么能获得这些程序员定义的对象呢？在工厂模式里，单独定义一个工厂类来实现对象的生产，注意这里返回的接口对象。

 工厂类，生产接口对象：

/** * 本类为工厂类，用于生成接口对象 */class Factory{    //创建私有的静态的Properties对象    private static Properties pro=new Properties();    //静态代码块    static{       try {           //加载配置文件           pro.load(new FileInputStream("file.txt"));       } catch (Exception e) {           e.printStackTrace();       }    }    /**     * 单例模式，保证该类只有一个对象     */    private static Factory factory=new Factory();    private Factory(){}    public static Factory getFactory(){       return factory;    }    /**     * 本方法为公有方法，用于生产接口对象     * @return InterfaceTest接口对象     */    public  InterfaceTest getInterface(){       InterfaceTest interfaceTest=null;//定义接口对象       try {           //根据键，获得值，这里的值是类的全路径           String classInfo=pro.getProperty("test");           //利用反射，生成Class对象           Class c=Class.forName(classInfo);           //获得该Class对象的实例           Object obj=c.newInstance();           //将Object对象强转为接口对象           interfaceTest=(InterfaceTest)obj;       } catch (Exception e) {           e.printStackTrace();       }       //返回接口对象       return interfaceTest;    }}

配置文件内容：

test=factory.Test2

通过这个类，大家可以发现，在调用的时候，得到的是个接口对象。而一个接口变量可以指向实现了这个接口的类对象。在利用反射的时候，我们并没有直接把类的全路径写出来，而是通过键获得值。这样的话，就有很大的灵活性，只要改变配置文件里的内容，就可以改变我们调用的接口实现类，而代码不需做任何改变。在调用的时候，我们也是通过接口调用，甚至我们可以连这个接口实现类的名字都不知道。

调用方：

public class FactoryTest {    public static void main(String[] args) {       //获得工厂类的实例       Factory factory=Factory.getFactory();       //调用获得接口对象的方法，获得接口对象       InterfaceTest inter=factory.getInterface();       //调用接口定义的方法       inter.getName();    }}

上面的代码就是调用方法。大家可以发现，在调用的时候，我们根本没有管这个接口定义的方法要怎么样去实现它，我们只知道这个接口定义这个方法起什么作用就行了。上面代码运行结果要根据配置文件来定。如果配置文件里的内容是test=factory.Test2。那么表示调用factory.Test2这个类里实现接口的方法，这时候打印“test2”。如果配置文件里的内容是test=factory.Test1。那么表示调用factory.Test1这个类里实现接口的方法，这时候打印“test1”。

反射机制是框架技术的原理和核心部分。通过反射机制我们可以动态的通过改变配置文件(以后是XML文件)的方式来加载类、调用类方法，以及使用类属性。这样的话，对于编码和维护带来相当大的便利。在程序进行改动的时候，也只会改动相应的功能就行了，调用的方法是不用改的。更不会一改就改全身。