Java--（二）反射之在运行时使用反射分析对象

对于我这样一个菜鸟级别的人来说，学习反射真心有点郁闷，今天继续分享一下学习心得。

在运行时反射分析对象，可以利用反射机制，查看数据域的实际内容，查看对象域的关键方法是Field类中的get方法，例如f是一个Field类型的对象，（通过getDeclarerFields得到的对象），obj是某个包含f域的类的对象，f.get(obj),将返回一个对象，其值为obj域当前值，直接看一下代码：

public class One {
	public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, SecurityException, IllegalArgumentException, IllegalAccessException {
	Employee harry = new Employee("Alice Adams", 75000, 1987, 12, 15);
	Class cl = harry.getClass();
	System.out.println(cl);
	Field f = cl.getDeclaredField("name");
	System.out.println(f);
	Object v = f.get(harry);
	//System.out.println(v);//不能访问类的成员，因为name是私有的
	
	//需要调用Field，Method或Constructor对象的setAccessible方法
	f.setAccessible(true);

其中存在一个问题，name是私有的，所以将会抛出一个异常，除非拥有访问权限，否则Java安全机制只允许查看域还不能读取他们的值。

为了达到目的，需要调用Field、Method或者Constructor对象的setAccessible方法。

下面就是让我感到更加伤心的事情，用了一个半小时，按照书上的例子打了一个：可以供任意类使用的通用toString方法，里面有许多方法不明白，通过看源码加翻译，用了一个半小时，才有所感悟，直接看代码（分为两部分）：

ObjectAnalyzer：

public class ObjectAnalyzer {
	private ArrayList<Object> visited = new ArrayList<>();
	/**
	 * converts an object to a string representation than lists all fields
	 * 将一个对象转换为字符串表示比列出所有类的域
	 * @return a string with object's class name and all fields names and values 
	 * 返回一个带有对象的类名和所有域名和值的字符串。
	 */
	public String toString(Object obj) {
		if (obj==null) return "null";
			
		
		if (visited.contains(obj) ) return "...";
			//contains();方法解释：
			//Returns {@code true} if this list contains the specified element.
			
		
		visited.add(obj);
		Class cl = obj.getClass();
		if (cl == String.class) return (String) obj;
		if (cl.isArray()) 
		{
			String r = cl.getComponentType() + "[]{";
			//getComponentType():返回一个数组的组件类型
			for (int i = 0; i < Array.getLength(obj); i++) {
				if (i>0) r += ",";
				Object val = Array.get(obj, i);
				//Array.get(obj,1);方法：返回指定数组对象中索引组件的值。该值将自动封装在一个对象中。如果它有原始类型。
				if (cl.getComponentType().isPrimitive())  r += val;
				else r += toString(val);
					
			}
			return r + "}";
		}
		
		String r = cl.getName();
		do {
			r += "[";
			Field[] fields =cl.getDeclaredFields();//获取所有数据域
			AccessibleObject.setAccessible(fields, true);//将所有的域设置成可访问的
			
			//get the name and values of all field
			for (Field f : fields) 
			{
				//  Return {@code true} if the integer argument (整形参数)includes the
			     //{@code final} modifier, {@code false} otherwise（否则）.
				if (!Modifier.isStatic(f.getModifiers())) 
				{
					if(!r.endsWith("["))  r += ",";
					r +=f.getName()+ "=";
					
					
					try {
						Class t = f.getType();
						Object val = f.get(obj);//返回一个对象。其值为Obj域的当前值
						if(t.isPrimitive()) r += val;
						/**
						 * Determines if the specified {@code Class} object represents
						 * a primitive type.
						 * 确定指定的对象是否表示原始类型。
						 */
					    
						else  r += toString(val);
					
					} catch (Exception e) 
					{
						e.printStackTrace();
					}
 				}
			}
			r += "]";
			cl = cl.getSuperclass();
		}
		while (cl != null);
		
		return r;
	}	
}

ObjectAnalyzerTest：

public class ObjectAnalyzerTest {
	public static void main(String[] args) {
		ArrayList<Integer> squares = new ArrayList<>();
		for (int i = 1; i <= 5; i++) 
			squares.add(i * i);
			
			System.out.println(new ObjectAnalyzer().toString(squares));
			
			
	}

}

最终的测试结果（整理之后）：

java.util.ArrayList[elementData=class java.lang.Object[]

{java.lang.Integer[value=1][][],java.lang.Integer[value=4][][],

java.lang.Integer[value=9][][],java.lang.Integer[value=16][][],

java.lang.Integer[value=25][][],null,null,null,null,null},

size=5][modCount=5][][]

打完之后脑子只有空白，然后又看源码，然后又上网看了一些相关博客，才有一点点思路

这个是我认为理解透彻的 下面核心思想从此摘选：点击打开链接

这个程序会把把运行时的非静态域都打印出来，并且将其继承的超类的域都打印出来。 运行进入程序的是一个ArrayList类。这个类自身有六个域，以及一个从java.util.AbstractList继承的类modCount

    private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
    private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
    private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
    transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
    private int size;

这其中非静态类只有第五个和第六个当进入这个两个静态类的时候会嵌套调用toString。 

而modCount会在cl上提为AbstractList类的适合进行toString。

整个答案的结构为： 
ArrayList[….]  [modCount]  [  ] [  ] 
这四个方括号运行时此对象分别从ArrayList，AbstractList，AbstractCollection，Object继承的非静态域。这个顺序正好符合ArrayList的继承关系。 
同理在java.lang.Integer[value=1] [ ] [ ]中， 
之所以有三个括号也是因为，Integer,Number,Object类中继承的非静态域，只不过，Number和Object中并没有非静态域。所以为空。

现在回头看ArrayList的 elementData数据。当数据有值时进入isarray程序块。分别会对数组中每个元素进入以此toString，当然如果元素是基本类型就不用调用tostring了。当然这里面还有一个size域也需要进行tostring，但原理是一样的。

大概就是这样，感谢引用，希望分享给像我一样在Java学习道路上的莘莘学子 加油！

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