一、什么是反射:
反射的概念是由Smith在1982年首次提出的,主要是指程序可以访问、检测和修改它本身状态或行为的一种能力。这一概念的提出很快引发了计算机 科学领域关于应用反射性的研究。它首先被程序语言的设计领域所采用,并在Lisp和面向对象方面取得了成绩。其中LEAD/LEAD++ 、OpenC++ 、MetaXa和OpenJava等就是基于反射机制的语言。最近,反射机制也被应用到了视窗系统、操作系统和文件系统中。
反射本身并不是一个新概念,尽管计算机科学赋予了反射概念新的含义。在计算机科学领域,反射是指一类应用,它们能够自描述和自控制。也就是说,这类 应用通过采用某种机制来实现对自己行为的描述(self-representation)和监测(examination),并能根据自身行为的状态和结 果,调整或修改应用所描述行为的状态和相关的语义。
二、什么是Java中的类反射:
Reflection 是 Java 程序开发语言的特征之一,它允许运行中的 Java 程序对自身进行检查,或者说“自审”,并能直接操作程序的内部属性和方法。Java 的这一能力在实际应用中用得不是很多,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。
Reflection 是 Java 被视为动态(或准动态)语言的关键,允许程序于执行期 Reflection APIs 取得任何已知名称之 class 的內部信息,包括 package、type parameters、superclass、implemented interfaces、inner classes, outer class, fields、constructors、methods、modifiers,並可于执行期生成instances、变更 fields 內容或唤起 methods。
三、Java类反射中所必须的类:
Java的类反射所需要的类并不多,它们分别是:Field、Constructor、Method、Class、Object,下面我将对这些类做一个简单的说明。
Field类:提供有关类或接口的属性的信息,以及对它的动态访问权限。反射的字段可能是一个类(静态)属性或实例属性,简单的理解可以把它看成一个封装反射类的属性的类。
Constructor类:提供关于类的单个构造方法的信息以及对它的访问权限。这个类和Field类不同,Field类封装了反射类的属性,而Constructor类则封装了反射类的构造方法。
Method类:提供关于类或接口上单独某个方法的信息。所反映的方法可能是类方法或实例方法(包括抽象方法)。 这个类不难理解,它是用来封装反射类方法的一个类。
Class类: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。
Object类:每个类都使用 Object 作为超类。所有对象(包括数组)都实现这个类的方法。
四、Java的反射类能做什么:
看完上面的这么多我想你已经不耐烦了,你以为我在浪费你的时间,那么好吧!下面我们就用一些简单的小例子来说明它。
首先我们来看一下通过Java的反射机制我们能得到些什么。
首先我们来写一个类:
import java.awt.event.ActionListener;
import java.awt.event.ActionEvent;
class A extends Object implements ActionListener{
private int a = 3;
public Integer b = new Integer(4);
public A(){}
public A(int id,String name){}
public int abc(int id,String name){return 0;}
public void actionPerformed(ActionEvent e){}
}
你可能被我这个类弄糊涂了,你看不出我要做什么,那就不要看这个类了,这个类是用来测试的,你知道知道它继承了Object类,有一个接口是ActionListener,两个属性int和Integer,两个构造方法和两个方法,这就足够了。
下面我们把A这个类作为一个反射类,来过去A类中的一些信息,首先我们先来过去一下反射类中的属性和属性值。
package com;
import java.lang.reflect.*;
@SuppressWarnings("unchecked")
class B {
public static void main(String args[])
{
A r = new A();
Class temp = r.getClass();
try {
System.out.println("反射类中所有公有的属性");
Field[] fb = temp.getFields();
for (int j = 0; j < fb.length; j++)
{
Class cl = fb[j].getType();
System.out.println("fb:" + cl);
}
System.out.println("------------------------------------------------\n");
System.out.println("反射类中所有的属性");
Field[] fa = temp.getDeclaredFields();
for (int j = 0; j < fa.length; j++)
{
Class cl = fa[j].getType();
System.out.println("fa:" + cl);
}
System.out.println("------------------------------------------------\n");
//获取指定私有属性
System.out.println("反射类中私有属性的值");
Field f = temp.getDeclaredField("a");
Field zd = temp.getDeclaredField("className");
f.setAccessible(true);
zd.setAccessible(true);
Integer i = (Integer) f.get(r);
String className = (String) zd.get(r);
System.out.println(i);
System.out.println(className);
System.out.println("------------------------------------------------\n");
System.out.println("发射类公有属性的值");
Field gy = temp.getDeclaredField("nianJi");
String nianJi = gy.get(r).toString();
System.out.println(nianJi);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
这里用到了两个方法,getFields()、getDeclaredFields(),它们分别是用来获取反射类中所有公有属性和反射类中所有的 属性的方法。另外还有getField(String)和getDeclaredField(String)方法都是用来过去反射类中指定的属性的方法, 要注意的是getField方法只能取到反射类中公有的属性,而getDeclaredField方法都能取到。
这里还用到了Field 类的setAccessible方法,它是用来设置是否有权限访问反射类中的私有属性的,只有设置为true时才可以访问,默认为false。另外 Field类还有set(Object AttributeName,Object value)方法,可以改变指定属性的值。
下面我们来看一下如何获取反射类中的构造方法
package com; import java.lang.reflect.*; @SuppressWarnings("unchecked") /** * 获取反射类的父类(超类)和接口 * 这个例子很简单,只是用getConstructors()方法获取了反射类的构造方法的集合, * 并用Constructor类的getParameterTypes()获取该构造方法的参数 */ public class SampleConstructor { public static void main(String[] args) { A r = new A(); printConstructors(r); } public static void printConstructors(A r) { Class c = r.getClass(); // 获取指定类的类名 String className = c.getName(); try { // 获取指定类的构造方法 Constructor[] theConstructors = c.getConstructors(); for (int i = 0; i < theConstructors.length; i++) { // 获取指定构造方法的参数的集合 Class[] parameterTypes = theConstructors[i].getParameterTypes(); System.out.print(className + "("); for (int j = 0; j < parameterTypes.length; j++){ System.out.print(parameterTypes[j].getName() + " "); } System.out.println(")"); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }
这个例子很简单,只是用getConstructors()方法获取了反射类的构造方法的集合,并用Constructor类的getParameterTypes()获取该构造方法的参数。
下面我们再来获取一下反射类的父类(超类)和接口
import java.io.*; import java.lang.reflect.*; public class SampleInterface { public static void main(String[] args) throws Exception { A raf = new A(); printInterfaceNames(raf); } public static void printInterfaceNames(Object o) { Class c = o.getClass(); //获取反射类的接口 Class[] theInterfaces = c.getInterfaces(); for(int i=0; i<theInterfaces.length; i++) System.out.println(theInterfaces[i].getName()); //获取反射类的父类(超类) Class theSuperclass = c.getSuperclass(); System.out.println(theSuperclass.getName()); } }
这个例子也很简单,只是用Class类的getInterfaces()方法获取反射类的所有接口,由于接口可以有多个,所以它返回一个 Class数组。用getSuperclass()方法来获取反射类的父类(超类),由于一个类只能继承自一个类,所以它返回一个Class对象。
下面我们来获取一下反射类的方法
import java.lang.reflect.*;
public class SampleMethod {
public static void main(String[] args) {
A p = new A();
printMethods(p);
}
public static void printMethods(Object o) {
Class c = o.getClass();
String className = c.getName();
Method[] m = c.getMethods();
for(int i=0; i<m.length; i++) {
//输出方法的返回类型
System.out.print(m[i].getReturnType().getName());
//输出方法名
System.out.print(" "+m[i].getName()+"(");
//获取方法的参数
Class[] parameterTypes = m[i].getParameterTypes();
for(int j=0; j<parameterTypes.length; j++){
System.out.print(parameterTypes[j].getName());
if(parameterTypes.length>j+1){
System.out.print(",");
}
}
System.out.println(")");
}
}
}
这个例子并不难,它只是获得了反射类的所有方法,包括继承自它父类的方法。然后获取方法的返回类型、方法名和方法参数。
接下来让我们回过头来想一想,我们获取了反射类的属性、构造方法、父类、接口和方法,可这些东西能帮我们做些什么呢!!
下面我写一个比较完整的小例子,来说明Java的反射类能做些什么吧!!
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;
public class LoadMethod {
public Object Load(String cName, String MethodName, String[] type,
String[] param) {
Object retobj = null;
try {
// 加载指定的Java类
Class cls = Class.forName(cName);
// 获取指定对象的实例
Constructor ct = cls.getConstructor(null);
Object obj = ct.newInstance(null);
// 构建方法参数的数据类型
Class partypes[] = this.getMethodClass(type);
// 在指定类中获取指定的方法
Method meth = cls.getMethod(MethodName, partypes);
// 构建方法的参数值
Object arglist[] = this.getMethodObject(type, param);
// 调用指定的方法并获取返回值为Object类型
retobj = meth.invoke(obj, arglist);
} catch (Throwable e) {
System.err.println(e);
}
return retobj;
}
// 获取参数类型Class[]的方法
public Class[] getMethodClass(String[] type) {
Class[] cs = new Class[type.length];
for (int i = 0; i < cs.length; i++) {
if (!type[i].trim().equals("") || type[i] != null) {
if (type[i].equals("int") || type[i].equals("Integer")) {
cs[i] = Integer.TYPE;
} else if (type[i].equals("float") || type[i].equals("Float")) {
cs[i] = Float.TYPE;
} else if (type[i].equals("double") || type[i].equals("Double")) {
cs[i] = Double.TYPE;
} else if (type[i].equals("boolean")
|| type[i].equals("Boolean")) {
cs[i] = Boolean.TYPE;
} else {
cs[i] = String.class;
}
}
}
return cs;
}
// 获取参数Object[]的方法
public Object[] getMethodObject(String[] type, String[] param) {
Object[] obj = new Object[param.length];
for (int i = 0; i < obj.length; i++) {
if (!param[i].trim().equals("") || param[i] != null) {
if (type[i].equals("int") || type[i].equals("Integer")) {
obj[i] = new Integer(param[i]);
} else if (type[i].equals("float") || type[i].equals("Float")) {
obj[i] = new Float(param[i]);
} else if (type[i].equals("double") || type[i].equals("Double")) {
obj[i] = new Double(param[i]);
} else if (type[i].equals("boolean")
|| type[i].equals("Boolean")) {
obj[i] = new Boolean(param[i]);
} else {
obj[i] = param[i];
}
}
}
return obj;
}
}
这是我在工作中写的一个实现Java在运行时加载指定的类,并调用指定方法的一个小例子。这里没有main方法,你可以自己写一个。
Load方法接收的五个参数分别是,Java的类名,方法名,参数的类型和参数的值。
结束语:
Java语言反射提供一种动态链接程序组件的多功能方法。它允许程序创建和控制任何类的对象,无需提前硬编码目标类。这些特性使得反射特别适用于创 建以非常普通的方式与对象协作的库。Java reflection 非常有用,它使类和数据结构能按名称动态检索相关信息,并允许在运行着的程序中操作这些信息。Java 的这一特性非常强大,并且是其它一些常用语言,如 C、C++、Fortran 或者 Pascal 等都不具备的。
但反射有两个缺点。第一个是性能问题。用于字段和方法接入时反射要远慢于直接代码。性能问题的程度取决于程序中是如何使用反射的。如果它作为程序运 行中相对很少涉及的部分,缓慢的性能将不会是一个问题。即使测试中最坏情况下的计时图显示的反射操作只耗用几微秒。仅反射在性能关键的应用的核心逻辑中使 用时性能问题才变得至关重要。
由于是第一次写博客,写的不好还请大家多多指导,当然你的鼓励是我生命的源泉。