Java反射机制

java 反射 定义 功能 示例

概要：

Java反射机制详解

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• 1反射机制是什么
• 2反射机制能做什么
• 3反射机制的相关API
• ·通过一个对象获得完整的包名和类名
• ·实例化Class类对象
• ·获取一个对象的父类与实现的接口
• ·获取某个类中的全部构造函数 - 详见下例
• ·通过反射机制实例化一个类的对象
• ·获取某个类的全部属性
• ·获取某个类的全部方法
• ·通过反射机制调用某个类的方法
• ·通过反射机制操作某个类的属性
• ·反射机制的动态代理
• 4反射机制的应用实例
• ·在泛型为Integer的ArrayList中存放一个String类型的对象。
• ·通过反射取得并修改数组的信息
• ·通过反射机制修改数组的大小
• ·将反射机制应用于工厂模式

1反射机制是什么

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。

2反射机制能做什么

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。

3反射机制的相关API

通过一个对象获得完整的包名和类名

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package net.xsoftlab.baike;

public class TestReflect {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        TestReflect testReflect = new TestReflect();

        System.out.println(testReflect.getClass().getName());

        // 结果 net.xsoftlab.baike.TestReflect

    }

}

实例化Class类对象

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package net.xsoftlab.baike;

public class TestReflect {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        Class<?> class1 = null;

        Class<?> class2 = null;

        Class<?> class3 = null;

        // 一般采用这种形式

        class1 = Class.forName("net.xsoftlab.baike.TestReflect");

        class2 = new TestReflect().getClass();

        class3 = TestReflect.class;

        System.out.println("类名称   " + class1.getName());

        System.out.println("类名称   " + class2.getName());

        System.out.println("类名称   " + class3.getName());

    }

}

获取一个对象的父类与实现的接口

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package net.xsoftlab.baike;

import java.io.Serializable;

public class TestReflect implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = -2862585049955236662L;

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        Class<?> clazz = Class.forName("net.xsoftlab.baike.TestReflect");

        // 取得父类

        Class<?> parentClass = clazz.getSuperclass();

        System.out.println("clazz的父类为：" + parentClass.getName());

        // clazz的父类为： java.lang.Object

        // 获取所有的接口

        Class<?> intes[] = clazz.getInterfaces();

        System.out.println("clazz实现的接口有：");

        for (int i = 0; i < intes.length; i++) {

            System.out.println((i + 1) + "：" + intes[i].getName());

        }

        // clazz实现的接口有：

        // 1：java.io.Serializable

    }

}

获取某个类中的全部构造函数 - 详见下例

通过反射机制实例化一个类的对象

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package net.xsoftlab.baike;

import java.lang.reflect.Constructor;

public class TestReflect {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        Class<?> class1 = null;

        class1 = Class.forName("net.xsoftlab.baike.User");

        // 第一种方法，实例化默认构造方法，调用set赋值

        User user = (User) class1.newInstance();

        user.setAge(20);

        user.setName("Rollen");

        System.out.println(user);

        // 结果 User [age=20, name=Rollen]

        // 第二种方法 取得全部的构造函数 使用构造函数赋值

        Constructor<?> cons[] = class1.getConstructors();

        // 查看每个构造方法需要的参数

        for (int i = 0; i < cons.length; i++) {

            Class<?> clazzs[] = cons[i].getParameterTypes();

            System.out.print("cons[" + i + "] (");

            for (int j = 0; j < clazzs.length; j++) {

                if (j == clazzs.length - 1)

                    System.out.print(clazzs[j].getName());

                else

                    System.out.print(clazzs[j].getName() + ",");

            }

            System.out.println(")");

        }

        // 结果

        // cons[0] (java.lang.String)

        // cons[1] (int,java.lang.String)

        // cons[2] ()

        user = (User) cons[0].newInstance("Rollen");

        System.out.println(user);

        // 结果 User [age=0, name=Rollen]

        user = (User) cons[1].newInstance(20, "Rollen");

        System.out.println(user);

        // 结果 User [age=20, name=Rollen]

    }

}

class User {

    private int age;

    private String name;

    public User() {

        super();

    }

    public User(String name) {

        super();

        this.name = name;

    }

    public User(int age, String name) {

        super();

        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;

    }

    @Override

    public String toString() {

        return "User [age=" + age + ", name=" + name + "]";

    }

}

获取某个类的全部属性

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package net.xsoftlab.baike;

import java.io.Serializable;

import java.lang.reflect.Field;

import java.lang.reflect.Modifier;

public class TestReflect implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = -2862585049955236662L;

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        Class<?> clazz = Class.forName("net.xsoftlab.baike.TestReflect");

        System.out.println("===============本类属性===============");

        // 取得本类的全部属性

        Field[] field = clazz.getDeclaredFields();

        for (int i = 0; i < field.length; i++) {

            // 权限修饰符

            int mo = field[i].getModifiers();

            String priv = Modifier.toString(mo);

            // 属性类型

            Class<?> type = field[i].getType();

            System.out.println(priv + " " + type.getName() + " " + field[i].getName() + ";");

        }

         

        System.out.println("==========实现的接口或者父类的属性==========");

        // 取得实现的接口或者父类的属性

        Field[] filed1 = clazz.getFields();

        for (int j = 0; j < filed1.length; j++) {

            // 权限修饰符

            int mo = filed1[j].getModifiers();

            String priv = Modifier.toString(mo);

            // 属性类型

            Class<?> type = filed1[j].getType();

            System.out.println(priv + " " + type.getName() + " " + filed1[j].getName() + ";");

        }

    }

}

获取某个类的全部方法

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package net.xsoftlab.baike;

import java.io.Serializable;

import java.lang.reflect.Method;

import java.lang.reflect.Modifier;

public class TestReflect implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = -2862585049955236662L;

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        Class<?> clazz = Class.forName("net.xsoftlab.baike.TestReflect");

        Method method[] = clazz.getMethods();

        for (int i = 0; i < method.length; ++i) {

            Class<?> returnType = method[i].getReturnType();

            Class<?> para[] = method[i].getParameterTypes();

            int temp = method[i].getModifiers();

            System.out.print(Modifier.toString(temp) + " ");

            System.out.print(returnType.getName() + "  ");

            System.out.print(method[i].getName() + " ");

            System.out.print("(");

            for (int j = 0; j < para.length; ++j) {

                System.out.print(para[j].getName() + " " + "arg" + j);

                if (j < para.length - 1) {

                    System.out.print(",");

                }

            }

            Class<?> exce[] = method[i].getExceptionTypes();

            if (exce.length > 0) {

                System.out.print(") throws ");

                for (int k = 0; k < exce.length; ++k) {

                    System.out.print(exce[k].getName() + " ");

                    if (k < exce.length - 1) {

                        System.out.print(",");

                    }

                }

            } else {

                System.out.print(")");

            }

            System.out.println();

        }

    }

}

通过反射机制调用某个类的方法

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package net.xsoftlab.baike;

import java.lang.reflect.Method;

public class TestReflect {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        Class<?> clazz = Class.forName("net.xsoftlab.baike.TestReflect");

        // 调用TestReflect类中的reflect1方法

        Method method = clazz.getMethod("reflect1");

        method.invoke(clazz.newInstance());

        // Java 反射机制 - 调用某个类的方法1.

        // 调用TestReflect的reflect2方法

        method = clazz.getMethod("reflect2", int.class, String.class);

        method.invoke(clazz.newInstance(), 20, "张三");

        // Java 反射机制 - 调用某个类的方法2.

        // age -> 20. name -> 张三

    }

    public void reflect1() {

        System.out.println("Java 反射机制 - 调用某个类的方法1.");

    }

    public void reflect2(int age, String name) {

        System.out.println("Java 反射机制 - 调用某个类的方法2.");

        System.out.println("age -> " + age + ". name -> " + name);

    }

}

通过反射机制操作某个类的属性

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package net.xsoftlab.baike;

import java.lang.reflect.Field;

public class TestReflect {

    private String proprety = null;

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        Class<?> clazz = Class.forName("net.xsoftlab.baike.TestReflect");

        Object obj = clazz.newInstance();

        // 可以直接对 private 的属性赋值

        Field field = clazz.getDeclaredField("proprety");

        field.setAccessible(true);

        field.set(obj, "Java反射机制");

        System.out.println(field.get(obj));

    }

}

反射机制的动态代理

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// 获取类加载器的方法

TestReflect testReflect = new TestReflect();

        System.out.println("类加载器  " + testReflect.getClass().getClassLoader().getClass().getName());

package net.xsoftlab.baike;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;

import java.lang.reflect.Method;

import java.lang.reflect.Proxy;

//定义项目接口

interface Subject {

    public String say(String name, int age);

}

// 定义真实项目

class RealSubject implements Subject {

    public String say(String name, int age) {

        return name + "  " + age;

    }

}

class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {

    private Object obj = null;

    public Object bind(Object obj) {

        this.obj = obj;

        return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj.getClass().getInterfaces(), this);

    }

    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {

        Object temp = method.invoke(this.obj, args);

        return temp;

    }

}

/**

 * 在java中有三种类类加载器。

 * 

 * 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jrelibext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。

 * 

 * 如果想要完成动态代理，首先需要定义一个InvocationHandler接口的子类，已完成代理的具体操作。

 * 

 * @author xsoftlab.net

 * 

 */

public class TestReflect {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        MyInvocationHandler demo = new MyInvocationHandler();

        Subject sub = (Subject) demo.bind(new RealSubject());

        String info = sub.say("Rollen", 20);

        System.out.println(info);

    }

}

4反射机制的应用实例

在泛型为Integer的ArrayList中存放一个String类型的对象。

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package net.xsoftlab.baike;

import java.lang.reflect.Method;

import java.util.ArrayList;

public class TestReflect {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

        Method method = list.getClass().getMethod("add", Object.class);

        method.invoke(list, "Java反射机制实例。");

        System.out.println(list.get(0));

    }

}

通过反射取得并修改数组的信息

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package net.xsoftlab.baike;

import java.lang.reflect.Array;

public class TestReflect {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        int[] temp = { 1, 2, 3, 4, 5 };

        Class<?> demo = temp.getClass().getComponentType();

        System.out.println("数组类型： " + demo.getName());

        System.out.println("数组长度  " + Array.getLength(temp));

        System.out.println("数组的第一个元素: " + Array.get(temp, 0));

        Array.set(temp, 0, 100);

        System.out.println("修改之后数组第一个元素为： " + Array.get(temp, 0));

    }

}

通过反射机制修改数组的大小

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package net.xsoftlab.baike;

import java.lang.reflect.Array;

public class TestReflect {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        int[] temp = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };

        int[] newTemp = (int[]) arrayInc(temp, 15);

        print(newTemp);

        String[] atr = { "a", "b", "c" };

        String[] str1 = (String[]) arrayInc(atr, 8);

        print(str1);

    }

    // 修改数组大小

    public static Object arrayInc(Object obj, int len) {

        Class<?> arr = obj.getClass().getComponentType();

        Object newArr = Array.newInstance(arr, len);

        int co = Array.getLength(obj);

        System.arraycopy(obj, 0, newArr, 0, co);

        return newArr;

    }

    // 打印

    public static void print(Object obj) {

        Class<?> c = obj.getClass();

        if (!c.isArray()) {

            return;

        }

        System.out.println("数组长度为： " + Array.getLength(obj));

        for (int i = 0; i < Array.getLength(obj); i++) {

            System.out.print(Array.get(obj, i) + " ");

        }

        System.out.println();

    }

}

将反射机制应用于工厂模式

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package net.xsoftlab.baike;

interface fruit {

    public abstract void eat();

}

class Apple implements fruit {

    public void eat() {

        System.out.println("Apple");

    }

}

class Orange implements fruit {

    public void eat() {

        System.out.println("Orange");

    }

}

class Factory {

    public static fruit getInstance(String ClassName) {

        fruit f = null;

        try {

            f = (fruit) Class.forName(ClassName).newInstance();

        } catch (Exception e) {

            e.printStackTrace();

        }

        return f;

    }

}

/**

 * 对于普通的工厂模式当我们在添加一个子类的时候，就需要对应的修改工厂类。 当我们添加很多的子类的时候，会很麻烦。

 * Java 工厂模式可以参考

 * http://baike.xsoftlab.net/view/java-factory-pattern

 * 

 * 现在我们利用反射机制实现工厂模式，可以在不修改工厂类的情况下添加任意多个子类。

 * 

 * 但是有一点仍然很麻烦，就是需要知道完整的包名和类名，这里可以使用properties配置文件来完成。

 * 

 * java 读取 properties 配置文件 的方法可以参考

 * http://baike.xsoftlab.net/view/java-read-the-properties-configuration-file

 * 

 * @author xsoftlab.net

 */

public class TestReflect {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        fruit f = Factory.getInstance("net.xsoftlab.baike.Apple");

        if (f != null) {

            f.eat();

        }

    }

}