【Kotlin精简】第6章 反射

1 反射简介

反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法，对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性。

1.1 Kotlin反射

我们对比Kotlin和Java的反射类图。

1.1.1 Kotlin反射常用的数据结构

数据结构	概念及使用说明
KType	描述未擦除的类型或泛型参数等，例如 Map;可通过 typeof 或者以下类型获取对应的父类、属性、函数参数等
KClass	描述对象的实际类型，不包含泛型参数，例如Map可通过对象、类型名直接获得
KProperty	描述属性，可通过属性引用、属性所在类的 KClass 获取
KFunction	描述函数，可通过函数引用、函数所在类的 KClass 获取

1.2 对比Java反射

1.2.1 Kotlin与Java 反射优缺点

1. Java 反射
   优点:无需引入额外依赖，首次使用速度相对较快
   缺点: 无法访问 Kotlin 语法特性，需对 Kotlin 生成的字节码足够了解

2. Kotlin 反射
   优点: 支持访问 Kotlin 几乎所有特性，API 设计更友好
   缺点:引入 Kotin 反射库(2.5MB，编译后 400KB)，首次调用慢

1.3 反射用途

1. 在运行时判断任意一个**对象所属的类**
2. 在运行时构造任意一个**类的对象**
3. 在运行时判断任意一个**类所具有的成员变量和方法**
4. 在运行时调用任意一个**对象的方法**

2 Kotlin反射

2.1 反射使用

Kotlin 的反射需要集成 org.jetbrains.kotlin:kotlin-reflect 仓库，版本保持与 Kotlin 一致。

implementation "org.jetbrains.kotlin:kotlin-reflect:$kotlin_version"

在Kotlin中，字节码对应的类是kotlin.reflect.KClass，因为Kotlin百分之百兼容Java，所以Kotlin中可以使用Java中的反射，但是由于Kotlin中字节码.class对应的是KClass类，所以如果想要使用Java中的反射，需要首先获取Class的实例，在Kotlin中可以通过以下两种方式来获取Class实例。

//1.通过实例.javaClass
var hello = HelloWorld()
hello.javaClass

 //2.通过类Kclass类的.java属性
HelloWorld::class.java

获取了Class实例，就可以调用上面介绍的方法，获取各种在Java中定义的类的信息了。

当然Kotlin中除了可以使用Java中的反射以外，还可以使用Kotlin中声明的一些方法，当然同Java中反射一样，想要使用这些方法，先要获取Kclass对象，在Kotlin中可以通过以下两种方式获取KClass实例。

 //1.通过类::class的方式获取Kclass实例
val clazz1: KClass<*> = HelloWorld::class
//2.通过实例.javaClass.kotlin获取Kclass实例
var hello = HelloWorld()
val clazz2 = hello.javaClass.kotlin

2.2 常用API

2.2.1 构造函数Constructor

//返回这个类的所有构造器
public val constructors: Collection<KFunction<T>>

2.2.2 成员变量和成员函数

 //返回类可访问的所有函数和属性，包括继承自基类的，但是不包括构造器
 override val members: Collection<KCallable<*>>
 //返回类声明的所有函数
 val KClass<*>.declaredFunctions: Collection<KFunction<*>>
 //返回类的扩展函数
 val KClass<*>.declaredMemberExtensionFunctions: Collection<KFunction<*>>
 //返回类的扩展属性
 val <T : Any> KClass<T>.declaredMemberExtensionProperties: Collection<KProperty2<T, *, *>>
 //返回类自身声明的成员函数
 val KClass<*>.declaredMemberFunctions: Collection<KFunction<*>>
 //返回类自身声明的成员变量（属性）
 val <T : Any> KClass<T>.declaredMemberProperties: Collection<KProperty1<T, *>>

2.2.3 类相关信息

//1.返回类的名字
public val simpleName: String?
//2.返回类的全包名
public val qualifiedName: String?
//3.如果这个类声明为object，则返回其实例，否则返回null
public val objectInstance: T?
//4.返回类的可见性
@SinceKotlin("1.1")
public val visibility: KVisibility?
//5.判断类是否为final类（在Kotlin中，类默认是final的，除非这个类声明为open或者abstract)
@SinceKotlin("1.1")
public val isFinal: Boolean
//6.判断类是否是open的(abstract类也是open的），表示这个类可以被继承
@SinceKotlin("1.1")
public val isOpen: Boolean
//7.判断类是否为抽象类
@SinceKotlin("1.1")
public val isAbstract: Boolean
//8.判断类是否为密封类，密封类:用sealed修饰，其子类只能在其内部定义
@SinceKotlin("1.1")
public val isSealed: Boolean
//9.判断类是否为data类
@SinceKotlin("1.1")
public val isData: Boolean
//10.判断类是否为成员类
@SinceKotlin("1.1")
public val isInner: Boolean
//11.判断类是否为companion object
@SinceKotlin("1.1")
public val isCompanion: Boolean 
//12.返回类中定义的其他类，包括内部类(inner class声明的)和嵌套类(class声明的)
public val nestedClasses: Collection<KClass<*>>
 //13.判断一个对象是否为此类的实例
@SinceKotlin("1.1")
public fun isInstance(value: Any?): Boolean
//14.返回这个类的泛型列表
@SinceKotlin("1.1")
public val typeParameters: List<KTypeParameter>
//15.类其直接基类的列表
@SinceKotlin("1.1")
public val supertypes: List<KType>
//16.返回类所有的基类
val KClass<*>.allSuperclasses: Collection<KClass<*>>
//17.返回类的伴生对象companionObject
val KClass<*>.companionObject: KClass<*>?

2.3 使用demo

package com.yvan.demo.reflect

import kotlin.reflect.KMutableProperty1
import kotlin.reflect.full.*
import kotlin.reflect.jvm.isAccessible

//定义注解
annotation class Anno

@Deprecated("该类已经不推荐使用")
@Anno
class ReflectA(val name: String) {

    companion object{
        const val TAG = "ReflectA"
        fun show(){

        }
    }

    var age: Int = 0

    constructor() : this("ReflectA_")

    constructor(name: String, age: Int) : this(name) {
        this.age = age
    }

    fun print(str: String) {
        println("ReflectA print str $str")
    }

    fun sayHi(): String {
        println("ReflectA sayHi")
        return "sayHi"
    }

    class InnerClass
}

// 拓展方法
fun ReflectA.exfun() {
    println("exfun")
}

// 拓展属性
val ReflectA.foo: Double
    get() = 3.14


fun main() {
    println("Hello word")

    val clazz = ReflectA::class
    println(clazz)

    println("ReflectA 的全部构造器如下：")
    clazz.constructors.forEach {
        println(it)
    }

    println("ReflectA 的主构造器如下：")
    println(clazz.primaryConstructor)

    println(" ")
    //通过functions属性获取该KClass对象所对应类的全部方法
    val funs = clazz.functions
    println("ReflectA 的全部方法如下：")
    funs.forEach { println(it) }

    println(" ")
    //通过 declaredFunctions 属性获取该KClass对象声明的全部方法
    val funs2 = clazz.declaredFunctions
    println("ReflectA 本身声明的全部方法如下：")
    funs2.forEach { println(it) }

    println(" ")
    //通过 memberExtensionFunctions 属性获取全部扩展方法
    val exetensionFunctions = clazz.memberExtensionFunctions
    println("ReflectA 声明的扩展方法如下：")
    exetensionFunctions.forEach { println(it) }

    println(" ")
    //通过decaredMemberProperties获取全部成员属性
    var memberProperties = clazz.declaredMemberProperties
    println("ReflectA 本身声明的成员属性如下：")
    memberProperties.forEach { println(it) }

    println(" ")
    //通过memberExtensionProperties属性获取该KClass对象的全部扩展属性
    var exProperties = clazz.memberExtensionProperties
    println("ReflectA 本身声明的扩展属性如下：")
    exProperties.forEach { println(it) }

    println(" ")
    //通过annotations属性获取该KClass对象所对应类的全部注解
    val anns = clazz.annotations
    println("ReflectA 的全部注解如下：")
    anns.forEach { println(it) }
    println("该KClass元素上的@Annot注解为：${clazz.findAnnotation<Anno>()}")

    println(" ")
    //通过nestedClasses属性获取所对应的全部嵌套类
    val inners = clazz.nestedClasses
    println("ReflectA 的全部内部类如下：")
    inners.forEach { println(it) }

    println(" ")
    //通过supertypes属性获取该类的所有父类型
    println("KClassTest的父类型为：${clazz.supertypes}")


    println(" ")
    println("---------- companion 对象 ---------") //
    val companion = clazz.companionObject // 返回也是一个 KClass
    if (companion != null){
        println("companion $companion")
        companion.declaredMemberProperties.forEach {
            println("companion declaredMemberProperties:  $it")
        }
        companion.declaredFunctions.forEach {
            println("companion declaredFunctions:  $it")
        }
    }


    println(" ")


    println("---------- 创建对象 ---------")
    println(" ")
    println("createInstance 创建实例")
    // createInstance() 方法调用无参数的构造器创建实例
    val inst2 = clazz.createInstance()
    println(inst2.name)
    println(inst2.age)

    println(" ")
    // primaryConstructor 主构造函数
    val cons1 = clazz.primaryConstructor
    val inst1 = cons1?.call("hello reflect")  // 参入参数
    println(inst1)
    println("inst1 " + inst1?.name)

    println(" ")
    println("第一个构造函数")
    val cons2 = clazz.constructors.first()
    println(cons2)

    println(" ")

    println("-------调用方法------")
    val funs3 = clazz.declaredFunctions
    val inst3 = clazz.createInstance()
    println("ReflectA 本身声明的全部方法如下：")
    funs3.forEach { println(it) }
    for (f in funs3) {
        if (f.name == "sayHi") {
            f.call(inst3)
        }
        if (f.name == "print") {
            f.call(inst3, "反射打印")
        }
    }

    println("\n")
    println("-------访问属性------")
    //通过decaredMemberProperties获取全部成员属性
    val memberProperties2 = clazz.declaredMemberProperties
    val inst4 = clazz.createInstance()
    println("ReflectA 本身声明的成员属性如下：")
    memberProperties2.forEach { println(it) }
    println("inst4 name: ${inst4.name}")
    memberProperties2.forEach {
        if (it.name == "age") {
            it as KMutableProperty1<ReflectA, Int>
            it.isAccessible = true
            it.set(inst4, 20)
            println(it.get(inst4))
        }

    }
}

3 Kotlin反射总结

反射是一种在运行时动态访问对象属性和方法的方式，而不需事先确定这些属性是什么。
一般来说当你访问一个对象的方法或者属性时，程序的源代码会因用一个具体的声明，编译器将静态解析这个引用并确保这个声明是存在的。但有时候你要编写能够使用任意类型的对象的代码，或者只能在运行时才能确定要访问的方法和属性的名称。