反射基础概念

[b]这种动态的获取信息及动态调用方法的机制在Java中称为“反射”（reflection）。 [/b]
Java反射机制主要提供以下功能：

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。

Reflection 是Java被视为动态（或准动态）语言的一个关键性质。这个机制允许程序在运行时透过Reflection APIs取得任何一个已知名称的class的内部信息，包括其modifiers（诸如public, static 等等）、superclass（例如Object）、实现之interfaces（例如Serializable），也包括fields和methods 的所有信息，并可于运行时改变fields内容或调用methods。


一般而言，开发者社群说到动态语言，大致认同的一个定义是：“程序运行时，允许改变程序结构或变量类型，这种语言称为动态语言”。


在JDK中，主要由以下类来实现Java反射机制，这些类都位于java.lang.reflect包中：
Class类：代表一个类；
Field 类：代表类的成员变量（成员变量也称为类的属性）；
Method类：代表类的方法；
Constructor 类：代表类的构造方法；
Array类：提供了动态创建数组，以及访问数组的元素的静态方法；

在java.lang.Object 类中定义了getClass()方法，因此对于任意一个Java对象，都可以通过此方法获得对象的类型。Class类是Reflection API 中的核心类，它有以下方法：
getName()：获得类的完整名字；
getFields()：获得类的public类型的属性（包括继承的类的public属性）；
getDeclaredFields()：获得类的所有属性；
getMethods()：获得类的public类型的方法； （包括继承的类的public方法）；
getDeclaredMethods()：获得类的所有方法；
getMethod(String name, Class[] parameterTypes)：获得类的特定方法，name参数指定方法的名字，parameterTypes 参数指定方法的参数类型；
getConstructors()：获得类的public类型的构造方法；
getConstructor(Class[] parameterTypes)：获得类的特定构造方法，parameterTypes 参数指定构造方法的参数类型；
newInstance()：通过类的不带参数的构造方法创建这个类的一个对象；

（2）通过默认构造方法创建一个新对象：
Object objectCopy=classType.getConstructor(new Class[]{}).newInstance(new Object[]{});
以上代码先调用Class类的getConstructor()方法获得一个Constructor 对象，它代表默认的构造方法，然后调用Constructor对象的newInstance()方法构造一个实例。


（3）获得对象的所有属性：
Field fields[]=classType.getDeclaredFields();
Class 类的getDeclaredFields()方法返回类的所有属性，包括public、protected、默认和private访问级别的属性。
import java.lang.reflect.Array;

public class ArrayTester1
{
public static void main(String args[]) throws Exception
{
Class<?> classType = Class.forName("java.lang.String");
// 创建一个长度为10的字符串数组
Object array = Array.newInstance(classType, 10);
// 把索引位置为5的元素设为"hello"
Array.set(array, 5, "hello");
// 获得索引位置为5的元素的值
String s = (String) Array.get(array, 5);
System.out.println(s);
}
}


[b]Java允许我们从多种途径为一个class生成对应的Class object。[/b]


（一）运用getClass()方法：

String str = "abc";

Class class = str.getClass();


（二）运用Class.getSuperclass()方法：

Button b = new Button();

Class c1 = b.getSuperclass();

Class c2 = c1.getSuperclass();


（三）运用静态方法Class.forName()，这个最常用：

Class c1 = Class.forName("java.lang.String");

Class c2 = Class.forName("java.util.Date");


（四）运用.class语法：

Class c1 = String.class;

Class c2 = java.awt.Button.class;

Class c3 = int.class;

Class C4 = int[].class;


（五）运用原始包装类的TYPE方法：

Class c1 = Integer.TYPE;

Class c2 = Character.TYPE;

Class c3 = Boolean.TYPE;

Class c4 = Void.TYPE;


通过这五种方法，可以生成我们想要的类对象。


[b]其他[/b]


类加载器ClassLoader


类加载器就是寻找类或接口字节码文件进行解析并构造JVM内部对象表示的组件，在Java中，类加载器把一个类装入JVM中，要经过以下几个步骤：
1.装载，查找和导入Class文件。
2.连接，执行校验，准备和解析步骤，其中解析步骤是可以选择的。
校验：检查载入Class文件数据的正确性。
准备：给类的静态变量分配内存空间。
解析：将符号引用转换成直接引用。
3.初始化：对类的静态变量，静态代码块执行初始化工作。
类装载工作由ClassLoader及其子类负责，ClassLoader是一个重要的Java运行时系统组件，他负责运行时查找和装入Class字节文件。JVM在运行时会生成三个ClassLoader，根装载器，ExtClassLoader(扩展类装载器)和AppClassLoader（系统类装载器）其中根装载器我们在Java中看不到它，它负责装载JRE的核心类库，ExtClassLoader负责装载JRE扩展目录ext中的JAR类包，AppClassLoader负责装载Classpath路径下的类包。这三个类装载器之间存在父子层级关系，根装载器是ExtClassLoader的父装载器，ExtClassLoader是AppClassLoader的父装载器。默认情况下使用AppClassLoader装载应用程序的类。
JVM装载类时使用“全盘负责委托机制”，“全盘负责”是指当一个ClassLoader装载一个类时，除非显示地使用另一个ClassLoader，该类所依赖及引用的类也由这个ClassLoader载入，“委托机制”是指委托父类装载器寻找目标类，只有在找不到的情况下才从自己的类路径中查找并装载目标类，这一点是从安全角度考虑的。试想如果有人编写一个恶意的java.lang.String并装载到JVM中将会引起什么可怕的后果，但是由于有了全盘负责制，java.lang.String永远都是由根装载器来装载的。

ClassLoader重要方法：


在Java中，ClassLoader是一个抽象类，位于Java.lang包中，下面对该类的一些重要接口方法进行介绍：


Class loaderClass(String name): name参数指定类装载器需要装载类的名字，必须使用全限定类型（包名+类名）该方法有一个重载方法loaderClass（String name,boolean resolve）其中resolve参数告诉类装载器是否需要解析该类，在初始化之前，应考虑进行类解析工作，但并不是所有的类都需要解析，如果JVM只需要知道该类是否存在或找出该类的超类，那么就不需要进行解析。


Class defineClass(String name,byte[] bt,int off,int len): 将类文件的字节数组转换成JVM内部的java.lang.Class对象，字节数组可以从本地文件系统，远程网络获取，name为字节数组对象的全限定名。
Class findSystemClass(String name):从本地文件系统载入Class文件，如果本地文件系统不存在该Class文件，将抛出ClassNotFoundException异常。该方法是JVM默认的装载机制。


Class findLoadedClass(String name)调用该方法来查看ClassLoader是否已装入某个类，如果已装入那么返回java.lang.Class对象,否则返回null,如果强行装载已存在的类，将会抛出链接错误。
ClassLoader getParent()获取类装载器的父装载器，除根装载器之外，所有的类装载器都有仅有一个父类装载器。除了JVM默认的三个ClassLoader以外，第三方可以编写自己的类装载器，以显现一些特殊的需求，类文件被装载并解析后，在JVM将拥有一个对应的java.lang.Class类描述对象。该类的实例都拥有指向这个类描述对象的引用，而类描述对象又拥有指向关联ClassLoader的引用。


每一个类在JVM中都拥有一个对应的java.lang.Class对象，他提供了类结构信息的描述，数组，枚举，以及基本的Java类型，甚至void都拥有对应Class对象，Class没有public的构造方法，Class对象是在装载类时由JVM通过调用类装载器中的defineClass()方法自动创造的。
Java的反射机制：通过以上的介绍我们可以看到Class反射对象描述类语义结构，可以Class对象中获取构造函数，成员变量，方法类等类元素的反射对象，并以编程的方式通过这些反射对象对目标类对象进行操作。这些反射类对象在java.reflect包中定义。下面介绍主要的三个反射类：


Constructor：类构造函数反射类，通过Class.getConstructors()方法可以获得类的所有构造函数反射对象数组。在JDK5.0以上的版本我们可以使用getConstructors（Class[] paramerTypes）获取拥有特定入参的构造函数反射对象。Constructor的一个主要方法是newInstance(Object[] initargs)通过该方法我们可以创建一个对象类的实例，相当于使用new关键字。
Method：类方法的反射类，通过Class.getDeclaredMethods()方法可以获取类的所有方法放射对象数组Method[]，在JDK5.0以上的版本我们可以使用getDeclaredMethods（String name,Class parameterTypes）获取特定签名方法，name为方法名，Class为方法入参列表，

Method最主要的方法是invoke（Object obj,Object[] arges）obj为操作目标对象，arges为方法入参。　
Method 还有很多用于获取类方法更多信息的方法。　
Class getRetunType():获取方法的返回值类型。
Class getParameterTypes():获取方法的入参类型数组。等等．．．更多方法参见API。


Field：类的成员变量的反射类，通过Class#getDeclaredFields()方法可以获取类的成员变量反射对象数组，通过getDeclaredFields（String name）则可以获取某个特定名称的成员变量反射对象。Field类主要的方法是：set(Object obj, Object value) obj表示操作的目

标对象，通过value为目标对象的成员变量设置值，如果成员变量为基础类型，用户可以使用Field类中提供的带类型名的值设置方法。如

setBoolean(Object obj,Boolean value).
在JDK5.0以上还为包及注解提供了AnnotatedElement反射类，总之：Java的反射体系保证了可以通过程序化的方式访问目标类中的所有元素，对于private或protected的成员变量和方法，只要是JVM的安全机制允许，也可以通过反射机制进行调用。


我们只需要用setAccessible(Boolean bool)方法进行设置就可以取消访问修饰符的限制。
true表示取消Java语言访问限制，flase表示不取消访问限制。如果在访问private，protected成员变量和方法时没有设置是否取消限制则会抛出IllegalAccessException.如果JVM的安全管理器设置相应的安全机制，调用该方法将抛出SecurityException。