Java反射机制初探

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gaoshenjun

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Java反射机制初探

2人收藏此文章, 我要收藏发表于8个月前(2012-04-24 11:52) , 已有 70次阅读，共 0个评论

反射，reflection，听其名就像照镜子一样，可以看见自己也可以看见别人的每一部分。在java语言中这是一个很重要的特性。下面是来自sun公司官网关于反射的介绍：

Reflection is a feature in the Java programming language. It allows an executing Java program to examine or "introspect" upon itself, and manipulate internal properties of the program. For example, it's possible for a Java class to obtain the names of all its members and display them.

The ability to examine and manipulate a Java class from within itself may not sound like very much, but in other programming languages this feature simply doesn't exist. For example, there is no way in a Pascal, C, or C++ program to obtain information about the functions defined within that program.

One tangible use of reflection is in JavaBeans, where software components can be manipulated visually via a builder tool. The tool uses reflection to obtain the properties of Java components (classes) as they are dynamically loaded.

那么解释一下就是，反射是java语言的一个特性，它允程序在运行时（注意不是编译的时候）来进行自我检查并且对内部的成员进行操作。例如它允许一个java的类获取他所有的成员变量和方法并且显示出来。这个能特定我们不常看到，但是在其他的比如C或者C++语言中很不就存在这个特性。一个常见的例子是在JavaBean中，一些组件可以通过一个构造器来操作。这个构造器就是用的反射在动态加载的时候来获取的java中类的属性的。

反射的前传：类类型 Class Class

java中有一个类很特殊，就是Class类，很多朋友在写程序的时候有用过比如Apple.class来查看类型信息，大家就可以把它理解为封装了类的信息，很多解释说Class类没有构造器，其实是有的，只不过它的构造方法是private的（构造函数还有private的？？有，这样是为了禁止开发者去自己创建Class类的实例）。我们可以看一下JDK中源码：

注释很明确的告诉了我们，这个类是有JVM来创建的，所以我们就不用麻烦了。如果我们拿到一个类的类型信息，就可以利用反射获取其各种成员以及方法了。（注：Class 从JDK1.5版本后就开始更多为泛型服务了）那么我们怎么拿到一个类型的信息呢？假设我们有一个Role类：

01/**   
 
    02          * 获取构造方法Constructor   
 
    03          * getConstructor()  only for public    
 
    04          * getDeclaredConstructor()  global access all    
 
    05          *    
 
    06          * */ 
 
    07             
 
    08         //指定参数列表获取特定的方法   
 
    09         Constructor con = cls1.getDeclaredConstructor(new Class[]{String.class});   
 
    10         con.setAccessible(true); //设置可访问的权限   
 
    11         Object obj = con.newInstance(new Object[]{"liyang"});   
 
    12         System.out.println(obj);  //打印一下这个对象的信息   
 
    13             
 
    14 //获取所有的构造方法集合   
 
    15         Constructor con1[] = cls1.getDeclaredConstructors();   
 
    16         con1[1].setAccessible(true);   
 
    17         Object obj1 = con1[1].newInstance(new Object[]{"tom"});   
 
    18         System.out.println(obj1);
 
    01package  yui;   
 
    02     
 
    03 /**  
 
    04  * A base class having some attributes and methods  
 
    05  * <A class=referer href="http://my.oschina.net/arthor" target=_blank>@author</A>  Octobershiner  
 
    06  * <A class=referer href="http://my.oschina.net/u/266547" target=_blank>@since</A>  2012 3 17  
 
    07  *   
 
    08  * */ 
 
    09 publicclass Role {   
 
    10         
 
    11     privateString name;   
 
    12     privateString type;

 
    1//获得类类型的两种方式   
 
    2        Class cls1 = Role.class;  
 
    3        Class cls2 = Class.forName("yui.Role");

注意第二种方式中，forName中的参数一定是完整的类名（包名+类名），并且这个方法需要捕获异常。现在得到cls1就可以创建一个Role类的实例了，利用Class的newInstance方法相当于调用类的默认的构造器

`1`	`Object o = cls1.newInstance();` `//创建一个实例`

`2`	`//Object o1 = new Role(); //与上面的方法等价`

这样就创建了一个对象，缺点是我们只能利用默认构造函数，因为Class的newInstance是不接受参数的，后面会讲到可接受参数的newInstance，第二，如果类的构造函数是private的，比如Class，我们仍旧不能实例化其对象。

获取类的构造器

首先介绍一下Constructor类，这个类用来封装反射得到的构造器，Class有四个方法来获得Constructor对象

public Constructor<?>[] getConstructors() 返回类中所有的public构造器集合，默认构造器的下标为0
public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes) 返回指定public构造器，参数为构造器参数类型集合
public Constructor<?>[] getDeclaredConstructors() 返回类中所有的构造器，包括私有
public Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes) 返回任意指定的构造器

从名字来看，还是很好懂的，带上Declared的都是获得所有的构造方法，包括私有，哈，这下我们就可以调用原本不允许调用的私有构造器了，看代码

 
    01/**   
 
    02          * 获取构造方法Constructor  
 
    03          * getConstructor()  only for public   
 
    04          * getDeclaredConstructor()  global access all   
 
    05          *   
 
    06          * */ 
 
    07             
 
    08         //指定参数列表获取特定的方法  
 
    09         Constructor con = cls1.getDeclaredConstructor(newClass[]{String.class});  
 
    10         con.setAccessible(true);//设置可访问的权限   
 
    11         Object obj = con.newInstance(newObject[]{"liyang"});  
 
    12         System.out.println(obj); //打印一下这个对象的信息   
 
    13             
 
    14 //获取所有的构造方法集合  
 
    15         Constructor con1[] = cls1.getDeclaredConstructors();  
 
    16         con1[1].setAccessible(true);  
 
    17         Object obj1 = con1[1].newInstance(newObject[]{"tom"});  
 
    18         System.out.println(obj1);

解释一下：第一个是获得一个指定的方法，我们指定了参数是一个String类型，第二段我们获得了所有的构造方法集合，并选取了其中一个创建了新的对象。注意这里Constructor的newInstance方法就可以设置参数了，与文章前面的同样的方法形成了对比。

注意，以上的四个方法全部需要抛出异常，当我们获得私有的方法的时候，要用setAccessible设置一下可访问的权限，例子中没有演示获取共有方法，那个比较简单，就不做介绍了，其实掌握了上面两个，其他就好理解了。

获取类的成员变量

了解了构造器，其实你可以猜到成员变量的获取方法了，成员变量用Field类进行封装。

主要的方法非常的类似：

public Field getDeclaredField(String name) 获取任意指定名字的成员
public Field[] getDeclaredFields() 获取所有的成员变量
public Field getField(String name) 获取任意public成员变量
public Field[] getFields() 获取所有的public成员变量

可以看出这些方法都是异曲同工的，好了直接看一下例子吧

 
    1/**   
 
    2          * 获取成员变量Field  
 
    3          * getField()  
 
    4          * getDeclaredField()  
 
    5          * */ 
 
    6         Field mem = cls1.getDeclaredField("name");  
 
    7         mem.setAccessible(true);        
 
    8         System.out.println("we get form field :"+mem.get(obj));

这是在访问私有变量，什么私有变量也可以访问？？是的。。。。

获取类的方法

我觉得你已经可以帮我写这一段了，封装类的方法的类是Method.获取method也有四个方法，猜到了没？？

public Method[] getMethods() 获取所有的共有方法的集合
public Method getMethod(String name,Class<?>... parameterTypes) 获取指定公有方法参数1：方法名参数2：参数类型集合
public Method[] getDeclaredMethods() 获取所有的方法
public Method getDeclaredMethod(String name,Class<?>... parameterTypes) 获取任意指定方法

看下面的例子吧

 
    1/**   
 
    2          * 调用类的方法 Method  
 
    3          * getMethod()  
 
    4          * getDeclaredMethod()  
 
    5          *   
 
    6          * */ 
 
    7         Method f = cls1.getMethod("getName",null);   
 
    8         Object name = f.invoke(obj,null);   
 
    9         System.out.println("we invoke method : "+ name);