Java反射（reflection）机制
在Java运行时环境中，对于任意一个类，能否知道这个类有哪些属性和方法？对于任意一个对象，能否调用它的任意一个方法？答案是肯定的。这种动态获取类的信息以及动态调用对象的方法的功能来自于Java 语言的反射（Reflection）机制。
1、Java 反射机制主要提供了以下功能：
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
2、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
尽管Java不是动态语言，它却有着一个非常突出的动态相关机制：Reflection。这个字的意思是“反射、映象、倒影”，用在Java身上指的是我们可以于运行时加载、探知、使用编译期间完全未知的classes。换句话说，Java程序可以加载一个运行时才得知名称的class，获悉其完整构造（但不包括methods定义），并生成其对象实体、或对其fields设值、或唤起其methods。这种“看透class”的能力（the ability of the program to examine itself）被称为introspection（内省、内观、反省）。Reflection和introspection是常被并提的两个术语。
java中，无论生成某个类的多少个对象（实例），这些对象都会对应同一个Class对象。
3、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（这个类很特殊，位于java.lang包下）。
–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
使用反射生成对象和调用方法：
import java.lang.reflect.Method;
public class InvokeTester
{
public int add(int param1,int param2)
{
return param1 + param2;
}
public String echo(String message)
{
return "hello : " + message;
}
public static void main(String[] args) throws Exception
{
Class<?> classType = InvokeTester.class;
Object invokeTester = classType.newInstance();
Method addMethod = classType.getMethod("add", new Class[]{int.class,int.class});
Object result = addMethod.invoke(invokeTester, new Object[]{1,2});
System.out.println((Integer)result);
System.out.println("----------");
Method echoMethod = classType.getMethod("echo", new Class[]{String.class});
Object result1 = echoMethod.invoke(invokeTester, new Object[]{"world"});
System.out.println((String)result1);
}
}
使用反射调用方法的步骤：
a）要想使用反射，首先需要获得待处理类或对象所对应的Class对象。
b）获取某个类或某个对象所对应的Class对象的常用的3种方式：
1）使用Class类的静态方法forName，Class.forName（“java.lang.String”）
2）使用类的.class语法：String.class，如这个例子中的Class<?> classType = InvokeTester.class;
3）使用对象的getClass（）方法：String s = “aa”；Class<?> clazz=s.getClass();
c）通过获取的Class对象，产生一个实例
d）获得想要调用方的Method对象，如Method addMethod = classType.getMethod("add", new Class[]{int.class,int.class});
e）通过获得的Method对象，在特定实例（对象）上调用方法:Object result = addMethod.invoke(invokeTester, new Object[]{1,2});
4、Class的newInstance()方法相当于调用不带参数的构造方法来构建对象，如果构造方法带参数，就不能使用这种方法。
使用反射实现对象拷贝的程序：
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
public class ReflectTester
{
// 该方法实现对Custmoer对象的拷贝
public Object copy(Object object) throws Exception
{
Class<?> classType = object.getClass();
// Constructor cons = classType.getConstructor(new Class[]{});
//
// Object obj = cons.newInstance(new Object[]{});
// 以上两行代码等价于下面一行，不带参数
// Object obj2 = classType.newInstance();
Object objectCopy = classType.getConstructor(new Class[] {}).newInstance(new Object[] {});
Field[] fields = classType.getDeclaredFields();
for (Field field : fields)
{
String name = field.getName();
String firstLetter = name.substring(0, 1).toUpperCase();
String getMethodName = "get" + firstLetter + name.substring(1);
String setMethodName = "set" + firstLetter + name.substring(1);
Method getMethod = classType.getMethod(getMethodName,new Class[] {});
Method setMethod = classType.getMethod(setMethodName,new Class[] { field.getType() });
Object value = getMethod.invoke(object, new Object[] {});
setMethod.invoke(objectCopy, new Object[] { value });
}
return objectCopy;
}
public static void main(String[] args) throws Exception
{
Customer cu = new Customer("tom", 30);
cu.setId(1L);
ReflectTester test = new ReflectTester();
Customer cu1 = (Customer) test.copy(cu);
System.out.println(cu1.getId() + cu1.getName() + cu1.getAge());
}
}
class Customer
{
private Long id;
private String name;
private int age;
public Customer()
{
}
public Customer(String name, int age)
{
this.name = name;
this.age = age;
}
public Long getId()
{
return id;
}
public void setId(Long id)
{
this.id = id;
}
public String getName()
{
return name;
}
public void setName(String name)
{
this.name = name;
}
public int getAge()
{
return age;
}
public void setAge(int age)
{
this.age = age;
}
}
若想通过类的不带参数的构造方法来生成对象，两种方式：
1）先获得Class对象，然后通过该Class对象的newInstance（）方法直接生成即可：
Class<?> classType=String.class;
Object obj=classType.newInstance();
2）先获得Class对象，然后通过该对象获得对应的Constructor对象，再通过该Constructor对象的newInstance（）方法生成：
Class<?> classType = Customer.class;
Constructor cons =classType.getConstructor(new Class[]{});
Object obj = cons.newInstance(new Object[]{})
若想通过类的带参数的构造方法生成对象，只能使用下面一种方式：
Class<?> classType = Customer.class;
Constructor cons =classType.getConstructor(new Class[]{String.class,int.class});
Object obj = cons.newInstance(new Object[]{“hello”,4});
5、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。
–getDeclaredFields()：获得类的所有属性。
–getMethods()：获得类的public类型的方法。
–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。
6、关于java.lang.reflect.Array类，Array 类提供了动态创建和访问数组元素的各种静态方法。
import java.lang.reflect.Array;
public class ArrayTest
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
Class<?> classType = Class.forName("java.lang.String");
Object array = Array.newInstance(classType,10);
Array.set(array,5,"hello");
String str = (String)Array.get(array,5);
System.out.println(str);
}
}
Array类提供了newInstance方法，对于一维数组，第一个参数相当于数组中元素的类型，第二个参数是数组的长度。set方法用于给特定数组对象的第几个元素赋值。
7、Integer.Type返回的是int，而Integer.class返回的是Integer类所对应的Class对象：java.lang.Integer
对于多维数组
import java.lang.reflect.Array;
public class ArrayTest2
{
public static void main(String[] args)
{
int[] dims =new int[]{5,10,15};
Object array = Array.newInstance(Integer.TYPE,dims);
Object arrayObj = Array.get(array,3);
//Class<?> classType = arrayObj.getClass().getComponentType();
arrayObj = Array.get(arrayObj,5);
Array.set(arrayObj,10,34);
int[][][] arrayCast = (int[][][])array;
System.out.println(arrayCast[3][5][10]);
}
}
Array.newInstance(Integer.TYPE,dims);相当于定义了一个多维数组，数组的维度使用一个int数组指定，这里是dims，也就是说arra是一个三维数组，维度分别是5,10,15，
Object arrayObj = Array.get(array,3);是取array数组的第一维的下标为3的对象，返回一个二维数组，arrayObj = Array.get(arrayObj,5);就是取二维数组的下标为5的一行，得到一维数组，Array.set(arrayObj,10,34);设置一维数组的下标10位置元素为34。array就是一个三维数组，所以可以转换。
8、对私有方法的访问
class Private2
{
public String name = "zhangsan";
private String getName()
{
return this.name;
}
}
public class ArrayTest
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
Private2 p = new Private2();
Class<?> classType = p.getClass();
p.name = "lisi";
Method method2 = classType.getDeclaredMethod("getName",null);// getStr : 方法名. String.class:参数类型
method2.setAccessible(true);
Object str = method2.invoke(p, null);
System.out.println(str);
}
}
对私有成员变量的访问：
public class Private2
{
private String name = "zhangsan";
public String getName()
{
return this.name;
}
}
public class TestPrivate2
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
Private2 p = new Private2();
Class<?> classType = p.getClass();
Field field = classType.getDeclaredField("name");
field.setAccessible(true);
field.set(p,"lisi");
String str = p.getName();
System.out.println(str);
}
}
9、关于Class class（Class类）
众所周知Java有个Object class，是所有Java classes的继承根源，其内声明了数个methods：hashCode()、equals()、clone()、toString()、getClass()等。其中getClass()返回一个Class object。Class class十分特殊。它和一般classes一样继承自Object，其实体用以表达Java程序运行时的classes和interfaces，也用来表达enum、array、primitive Java types（boolean, byte, char, short, int, long, float, double）以及关键词void。当一个class被加载，或当加载器（class loader）的defineClass()被JVM调用，JVM 便自动产生一个Class object。如果您想借由“修改Java标准库源码”来观察Class object的实际生成时机（例如在Class的constructor内添加一个println()），不能够！因为Class并没有public constructor 。
Class是Reflection起源。针对任何您想探勘的class，唯有先为它产生一个Class object，接下来才能经由后者唤起为数十多个的Reflection APIs。
Class的getSuperclass（）返回类的父类的Class对象。