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Java反射机制深入详解
Posted on 2013-03-23 22:47 DM张朋飞 阅读( 3123) 评论( 4) 编辑 收藏一.概念
反射就是把Java的各种成分映射成相应的Java类。
Class类的构造方法是private，由JVM创建。
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。Java 的这一能力在实际应用中也许用得不是很多，但是在其它的程序设计语言中根本就不存在这一特性。例如，Pascal、C 或者 C++ 中就没有办法在程序中获得函数定义相关的信息。 （来自Sun）
JavaBean 是 reflection 的实际应用之一，它能让一些工具可视化的操作软件组件。这些工具通过 reflection 动态的载入并取得 Java 组件(类) 的属性。
反射是从1.2就有的，后面的三大框架都会用到反射机制,涉及到类"Class",无法直接new CLass()，其对象是内存里的一份字节码.
Class 类的实例表示正在运行的 Java 应用程序中的类和接口。枚举是一种类，注释是一种接口。每个数组属于被映射为 Class 对象的一个类，所有具有相同元素类型和维数的数组都共享该 Class 对象。基本的 Java类型（boolean、byte、char、short、int、long、float 和 double）和关键字 void 也表示为 Class 对象。Class 没有公共构造方法。Class 对象是在加载类时由 Java 虚拟机以及通过调用类加载器中的 defineClass 方法自动构造的。
1 Person p1 = new Person(); 2 //下面的这三种方式都可以得到字节码 3 CLass c1 = Date.class(); 4 p1.getClass(); 5 //若存在则加载，否则新建,往往使用第三种,类的名字在写源程序时不需要知道，到运行时再传递过来 6 Class.forName("java.lang.String");
CLass.forName()字节码已经加载到java虚拟机中，去得到字节码；java虚拟机中还没有生成字节码 用类加载器进行加载，加载的字节码缓冲到虚拟机中。
考虑下面这个简单的例子，让我们看看 reflection 是如何工作的。
1 import java.lang.reflect.*; 2 3 public class DumpMethods { 4 public static void main(String args[]) { 5 try { 6 Class c = Class.forName("java.util.Stack"); 7 8 Method m[] = c.getDeclaredMethods(); 9 10 for (int i = 0; i < m.length; i++) 11 System.out.println(m[i].toString()); 12 } 13 catch (Throwable e){ 14 System.err.println(e); 15 } 16 } 17 }
1 public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.pop() 2 public java.lang.Object java.util.Stack.push(java.lang.Object) 3 public boolean java.util.Stack.empty() 4 public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.peek() 5 public synchronized int java.util.Stack.search(java.lang.Object)
这样就列出了java.util.Stack 类的各方法名以及它们的限制符和返回类型。这个程序使用 Class.forName 载入指定的类，然后调用 getDeclaredMethods 来获取这个类中定义了的方法列表。java.lang.reflect.Methods 是用来描述某个类中单个方法的一个类。
以下示例使用 Class 对象来显示对象的类名：
1 void printClassName(Object obj) { 2 System.out.println("The class of " + obj + 3 " is " + obj.getClass().getName()); 4 }
还可以使用一个类字面值（JLS Section 15.8.2）来获取指定类型（或 void）的 Class 对象。例如：
1 System.out.println("The name of class Foo is: "+Foo.class.getName());
在没有对象实例的时候，主要有两种办法。
//获得类类型的两种方式 Class cls1 = Role.class; 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(); 2 //创建一个实例 3 //Object o1 = new Role(); //与上面的方法等价
二.常用方法
1.isPrimitive(判断是否是基本类型的字节码)
1 public class TestReflect { 2 public static void main(String[] args) { 3 // TODO Auto-generated method stub 4 String str = "abc"; 5 Class cls1 = str.getClass(); 6 Class cls2 = String.class; 7 Class cls3 = null;//必须要加上null 8 try { 9 cls3 = Class.forName("java.lang.String"); 10 } catch (ClassNotFoundException e) { 11 // TODO Auto-generated catch block 12 e.printStackTrace(); 13 } 14 System.out.println(cls1==cls2); 15 System.out.println(cls1==cls3); 16 17 System.out.println(cls1.isPrimitive()); 18 System.out.println(int.class.isPrimitive());//判定指定的 Class 对象是否表示一个基本类型。 19 System.out.println(int.class == Integer.class); 20 System.out.println(int.class == Integer.TYPE); 21 System.out.println(int[].class.isPrimitive()); 22 System.out.println(int[].class.isArray()); 23 } 24 } 25 /* 26 * true 27 true 28 false 29 true 30 false 31 true 32 false 33 true 34 35 */ 36 */
2.getConstructor和getConstructors()
java中构造方法没有先后顺序，通过类型和参数个数区分。
1 public class TestReflect { 2 public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException { 3 // TODO Auto-generated method stub 4 String str = "abc"; 5 6 System.out.println(String.class.getConstructor(StringBuffer.class)); 7 } 8 }
3.Filed类代表某一类中的一个成员变量。
1 import java.lang.reflect.Field; 2 public class TestReflect { 3 public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception { 4 ReflectPointer rp1 = new ReflectPointer(3,4); 5 Field fieldx = rp1.getClass().getField("x");//必须是x或者y 6 System.out.println(fieldx.get(rp1)); 7 8 /* 9 * private的成员变量必须使用getDeclaredField，并setAccessible(true),否则看得到拿不到 10 */ 11 Field fieldy = rp1.getClass().getDeclaredField("y"); 12 fieldy.setAccessible(true);//暴力反射 13 System.out.println(fieldy.get(rp1)); 14 15 } 16 } 17 18 class ReflectPointer { 19 20 public int x = 0; 21 private int y = 0; 22 23 public ReflectPointer(int x,int y) {//alt + shift +s相当于右键source 24 super(); 25 // TODO Auto-generated constructor stub 26 this.x = x; 27 this.y = y; 28 } 29 }
4.
三.典型例题
1.将所有String类型的成员变量里的b改成a。
1 import java.lang.reflect.Field; 2 public class TestReflect { 3 public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception { 4 ReflectPointer rp1 = new ReflectPointer(3,4); 5 changeBtoA(rp1); 6 System.out.println(rp1); 7 8 } 9 10 private static void changeBtoA(Object obj) throws RuntimeException, Exception { 11 Field[] fields = obj.getClass().getFields(); 12 13 for(Field field : fields) { 14 //if(field.getType().equals(String.class)) 15 //由于字节码只有一份,用equals语义不准确 16 if(field.getType()==String.class) { 17 String oldValue = (String)field.get(obj); 18 String newValue = oldValue.replace('b', 'a'); 19 field.set(obj,newValue); 20 } 21 } 22 } 23 } 24 25 class ReflectPointer { 26 27 private int x = 0; 28 public int y = 0; 29 public String str1 = "ball"; 30 public String str2 = "basketball"; 31 public String str3 = "itcat"; 32 33 public ReflectPointer(int x,int y) {//alt + shift +s相当于右键source 34 super(); 35 // TODO Auto-generated constructor stub 36 this.x = x; 37 this.y = y; 38 } 39 40 @Override 41 public String toString() { 42 return "ReflectPointer [str1=" + str1 + ", str2=" + str2 + ", str3=" 43 + str3 + "]"; 44 } 45 }
2.写一个程序根据用户提供的类名，调用该类的里的main方法。
为什么要用反射的方式呢？
1 import java.lang.reflect.Field; 2 import java.lang.reflect.Method; 3 4 public class TestReflect { 5 public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception { 6 String str = args[0]; 7 /* 8 * 这样会数组角标越界，因为压根没有这个字符数组 9 * 需要右键在run as-configurations-arguments里输入b.Inter（完整类名） 10 * 11 */ 12 Method m = Class.forName(str).getMethod("main",String[].class); 13 //下面这两种方式都可以,main方法需要一个参数 14 15 m.invoke(null, new Object[]{new String[]{"111","222","333"}}); 16 m.invoke(null, (Object)new String[]{"111","222","333"});//这个可以说明，数组也是Object 17 /* 18 * m.invoke(null, new String[]{"111","222","333"}) 19 * 上面的不可以,因为java会自动拆包 20 */ 21 } 22 } 23 24 class Inter { 25 public static void main(String[] args) { 26 for(Object obj : args) { 27 System.out.println(obj); 28 } 29 } 30 }
3.模拟 instanceof 操作符
1 class S { 2 } 3 4 public class IsInstance { 5 public static void main(String args[]) { 6 try { 7 Class cls = Class.forName("S"); 8 boolean b1 = cls.isInstance(new Integer(37)); 9 System.out.println(b1); 10 boolean b2 = cls.isInstance(new S()); 11 System.out.println(b2); 12 } 13 catch (Throwable e) { 14 System.err.println(e); 15 } 16 } 17 }
在这个例子中创建了一个S 类的 Class 对象，然后检查一些对象是否是S的实例。Integer(37) 不是，但 new S()是。
四.Method类
代表类（不是对象）中的某一方法。
1 import java.lang.reflect.Field; 2 import java.lang.reflect.Method; 3 /* 4 * 人在黑板上画圆，涉及三个对象,画圆需要圆心和半径，但是是私有的，画圆的方法 5 * 分配给人不合适。 6 * 7 * 司机踩刹车，司机只是给列车发出指令，刹车的动作还需要列车去完成。 8 * 9 * 面试经常考面向对象的设计，比如人关门，人只是去推门。 10 * 11 * 这就是专家模式：谁拥有数据，谁就是专家,方法就分配给谁 12 */ 13 public class TestReflect { 14 public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception { 15 String str = "shfsfs"; 16 //包开头是com表示是sun内部用的，java打头的才是用户的 17 Method mtCharAt = String.class.getMethod("charAt", int.class); 18 Object ch = mtCharAt.invoke(str,1);//若第一个参数是null，则肯定是静态方法 19 System.out.println(ch); 20 21 System.out.println(mtCharAt.invoke(str, new Object[]{2}));//1.4语法 22 23 } 24 25 }
五.数组的反射
Array工具类用于完成数组的反射操作。
同类型同纬度有相同的字节码。
int.class和Integer.class不是同一份字节码，Integer.TYPE，TYPE代表包装类对应的基本类的字节码 int.class==Integer.TYPE
1 import java.util.Arrays; 2 3 /* 4 * 从这个例子看出即便字节码相同但是对象也不一定相同,根本不是一回事 5 * 6 */ 7 public class TestReflect { 8 public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception { 9 int[] a = new int[3]; 10 int[] b = new int[]{4,5,5};//直接赋值后不可以指定长度，否则ＣＥ 11 int[][] c = new int[3][2]; 12 String[] d = new String[]{"jjj","kkkk"}; 13 System.out.println(a==b);//false 14 System.out.println(a.getClass()==b.getClass());//true 15 //System.out.println(a.getClass()==d.getClass()); //比较字节码a和cd也没法比 16 System.out.println(a.getClass());//输出class [I 17 System.out.println(a.getClass().getName());//输出[I,中括号表示数组，I表示整数 18 19 System.out.println(a.getClass().getSuperclass());//输出class java.lang.Object 20 System.out.println(d.getClass().getSuperclass());//输出class java.lang.Object 21 22 //由于父类都是Object,下面都是可以的 23 Object obj1 = a;//不可是Object[] 24 Object obj2 = b; 25 Object[] obj3 = c;//基本类型的一位数组只可以当做Object，非得还可以当做Object[] 26 Object obj4 = d; 27 28 //注意asList处理int[]和String[]的区别 29 System.out.println(Arrays.asList(b));//1.4没有可变参数，使用的是数组,[[I@1bc4459] 30 System.out.println(Arrays.asList(d));//[jjj, kkkk] 31 32 } 33 }
六.结束语
以上就是反射机制的简单的使用，显然学过spring的朋友一定明白了，为什么可以通过配置文件就可以让我们获得指定的方法和变量，在我们创建对象的时候都是通过传进string实现的，就好像你需要什么，我们去为你生产，还有我们一直在用Object,这就说明java语言的动态特性，依赖性大大的降低了。
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作者： 张朋飞
出处： http://www.cnblogs.com/hxsyl/
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分类: Java
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