简单Java多级反射

Java多级反射实现
这篇博客介绍了如何使用Java反射来处理多级嵌套对象的属性设置。通过创建Emp、Dept和Company类,然后使用EmpAction类进行操作,配合BeanOperation和StringUtils辅助类,实现了从字符串解析并设置成员属性的功能。
/**
 * 1.创建成员类,提供get set方法
 * 2.创建设置成员属性类
 * 3.创建字符串参数解析类
 * @author Administrator
 */
//成员
class Emp {
    private String ename;
    private String job;
    private Dept dept = new Dept();
    public String getEname() {
        return ename;
    }
    public void setEname(String name) {
        this.ename = name;
    }
    public String getJob() {
        return job;
    }
    public void setJob(String job) {
        this.job = job;
    }
    public Dept getDept() {
        return dept;
    }
    public void setDept(Dept dept) {
        this.dept = dept;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Emp [name=" + ename + ", job=" + job + "]" + "\n" + this.dept;
    }
}
//部门
class Dept {
    private String dname;
    private String loc;
    private Company company = new Company();
    public String getDname() {
        return dname;
    }
    public void setDname(String dname) {
        this.dname = dname;
    }
    public String getLoc() {
        return loc;
    }
    public void setLoc(String loc) {
        this.loc = loc;
    }
    public Company getCompany() {
        return company;
    }
    public void setCompany(Company company) {
        this.company = company;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Dept [dname=" + dname + ", loc=" + loc + "] " + "\n" + this.company;
    }
}
//公司
class Company {
    private String name;
    private String address;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getAddress() {
        return address;
    }
    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Company [name=" + name + ", address=" + address + "]";
    }
}
/*
 * 1、实例化成员类
 * 2、设置成员属性
 * 3、获取成员类
 */
class EmpAction {
    Emp emp = new Emp();    //实例化成员
//    设置成员属性
    public void setValue(String value) throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException, SecurityException, NoSuchFieldException {
        BeanOperation.setBeanValue(this,value);
    }
    public Emp getEmp() {
        return emp;
    }
}
//字符串解析
class BeanOperation {
    private BeanOperation() {}
    public static void setBeanValue(Object actionObject,String msg) throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException, SecurityException, NoSuchFieldException {
        String[] result = msg.split("\\|");    //不同成员变量间分隔
        for(int x = 0; x < result.length; x ++) {
            String[] temp = result[x].split(":");    //名称和值的分隔
            String attribute = temp[0];    //类名和成员属性名
            String value = temp[1];    //属性值
            String[] fields = attribute.split("\\.");    //级层数组
            int i = fields.length-1;    //最高层级层脚标为成员名
            Object currentObject = actionObject;
            for(int y = 0; y < i; y ++) {
//                通过反射在actionObject类中查找成员fields[y],返回被实例化的成员类
                currentObject = ObjectUtils.getObject(currentObject,fields[y]);//第一次返回emp
            }
            ObjectUtils.setObjectValue(currentObject, fields[i], value);
//            emp.dept.company    fields[0++]    (actionObject = currentObject,fields[0++])
        }
    }
}
//字符串处理
class StringUtils {
    private StringUtils() {}
    public static String initcap(String str) {
        return str.substring(0,1).toUpperCase() + str.substring(1);    //首字母大写+剩余字符串
    }
}
/*
 * 1、通过反射获取类中的成员变量并检查是否存在子类中以便后续的赋值
 * 2、通过反射获取类中的指定方法并调用该方法返回被实例化的类的对象
 */
class ObjectUtils {
    private ObjectUtils() {}
//    获取类属性
    public static Object getObject(Object wrapObject,String attribute) throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException, SecurityException, NoSuchFieldException {
        String methodName = "get" + StringUtils.initcap(attribute);    //调用字符串大小写处理方法获得"getter方法名"字符串
        Field field = wrapObject.getClass().getDeclaredField(attribute);    //通过反射取得指定类中指定成员变量
        if(field == null) {    //如果成员变量中没有找到属性值,可能是父类中的属性
            field = wrapObject.getClass().getField(attribute);
        }
        if(field == null) {    //都不存在,确认为Null
            return null;
        }
        Method method = wrapObject.getClass().getMethod(methodName);    //通过反射获取指定类中的指定方法
            return method.invoke(wrapObject);    //调用无参方法
    }
//    设置成员变量
    public static void setObjectValue(Object wrapObject,String attribute,String value) throws NoSuchFieldException, SecurityException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
        Field field = wrapObject.getClass().getDeclaredField(attribute);    //field = dept变量
        if(field == null) {    //类中没有找到属性值,可能是父类中的属性
            field = wrapObject.getClass().getField(attribute);
        }
        if(field == null) {    //都不存在,确认为Null
            return ;
        }
        String methodName = "set" + StringUtils.initcap(attribute);    
        Method method = wrapObject.getClass().getMethod(methodName,field.getType());    //method = 方法(参数类型)
        method.invoke(wrapObject, value);    //调用有参方法
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException, SecurityException, NoSuchFieldException {
        String value = "emp.ename:康康|emp.job:clerk|emp.dept.dname:财务部|emp.dept.loc:良好|emp.dept.company.name:尖商科技|emp.dept.company.address:北京";
        EmpAction action = new EmpAction();
        action.setValue(value);    //传入字符串参数设置并获取相应成员类属性的值
        System.out.println(action.getEmp());
    }
}


多级递归反射技术是一种在运行时动态访问和操作类、方法、字段等程序元素的高级编程技巧。它结合了递归和反射两个核心概念,广泛应用于需要动态解析和处理复杂数据结构(如 XML、JSON)或构建灵活的框架和工具库的场景中。 ### 核心原理 多级递归反射技术的核心在于利用反射机制动态访问对象的属性或方法,并通过递归处理嵌套结构。例如,在解析 XML 或 JSON 数据时,如果某个字段是一个复杂对象或集合,反射机制会递归地进入该对象或集合的内部结构,继续解析其子字段,直到完成整个数据结构的映射。 具体实现中,反射用于获取类的 `Class` 信息,并通过 `Method` 或 `Field` 访问其属性值。当遇到泛型或嵌套结构时,递归调用解析函数处理下一层级的对象,从而实现对任意深度的数据结构的解析。 ```java public Object getFieldValue(Object obj, String fieldName) throws Exception { Class<?> clazz = obj.getClass(); Field field = clazz.getDeclaredField(fieldName); field.setAccessible(true); return field.get(obj); } ``` 上述代码展示了如何通过反射获取对象的私有字段值。当字段本身是一个复杂对象时,可以递归调用该方法继续解析其内部字段。 ### 应用场景 1. **XML/JSON 数据解析**:多级递归反射技术常用于将 XML 或 JSON 数据映射为 Java/Kotlin 对象。通过注解标记字段与数据节点的对应关系,结合反射动态获取和设置字段值,能够实现灵活的序列化与反序列化功能。 2. **框架开发**:许多现代框架(如 Spring、Jackson)依赖反射机制实现依赖注入、自动绑定等功能。递归反射使得框架能够处理嵌套对象和集合类型,提升灵活性和可扩展性。 3. **动态代理与 AOP**:在面向切面编程(AOP)中,反射用于动态生成代理类并拦截方法调用。递归反射可帮助处理嵌套调用链或动态修改方法行为。 4. **数据校验与转换**:在数据校验工具中,反射用于遍历对象的所有字段并应用校验规则。递归机制确保嵌套对象的字段也能被正确校验。 ### 实现注意事项 - **性能优化**:反射操作通常比直接访问字段或方法慢,因此在性能敏感的场景中应尽量缓存 `Class`、`Method` 和 `Field` 对象,避免重复查找。 - **安全性**:由于反射可以访问私有字段和方法,需谨慎使用,防止破坏封装性或引发安全问题。可以通过设置 `AccessibleObject.setAccessible(true)` 来绕过访问控制,但这可能带来潜在风险。 - **跨程序集支持**:某些反射实现可能受限于程序集(如 .NET 平台),若需跨程序集访问类型信息,需确保目标程序集对反射友好,或采用特定方式加载程序集。 - **异常处理**:反射操作可能抛出多种异常(如 `NoSuchFieldException`、`IllegalAccessException`),需妥善处理以避免程序崩溃。 - **泛型处理**:处理泛型时,需通过 `Type` 或 `ParameterizedType` 获取实际类型参数,确保递归解析时能正确构造嵌套对象。 ### 示例代码 以下是一个简单的递归反射示例,展示如何解析嵌套对象: ```java public void printFields(Object obj, int depth) throws Exception { if (obj == null) return; Class<?> clazz = obj.getClass(); for (Field field : clazz.getDeclaredFields()) { field.setAccessible(true); Object value = field.get(obj); for (int i = 0; i < depth; i++) System.out.print(" "); System.out.println(field.getName() + ": " + value); if (value != null && !field.getType().isPrimitive() && !(value instanceof String)) { printFields(value, depth + 1); } } } ``` 此方法递归打印对象及其嵌套对象的所有字段,适用于调试或可视化复杂对象结构。 ### 总结 多级递归反射技术为处理复杂数据结构和构建灵活框架提供了强大支持。尽管存在性能和安全方面的挑战,但通过合理设计和优化,可以在多种应用场景中发挥重要作用。理解其原理和实现细节有助于开发者更好地应对动态编程需求。
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