Java中的反射

Java中的反射机制：

在Java运行时环境中，对于任意一个类，能否知道这个类的哪些属性和方法？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。

Java反射机制主要提供了一下功能：

•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（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modifiers（诸如static、public等等）、superclass（例如Object）、实现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”。从这个观点看，Perl、Python、Ruby是动态语言，C++、Java、C#不是动态语言。

尽管在这样的定义与分类下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、映像、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的定义），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 Reflection APIs 简介：

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（成员变量也成为类属性）

–Method类：代表类的方法

–Constructor类：代表类的构造方法

–Array类：提供动态创建数组，以及访问数组的元素的静态方法

Java中，无论生成某个类的多少个对象，这些对象都会对应于同一个Class对象。

两个例子程序：

 import java.lang.reflect.Method;

 public class DumpMethods {

     public static void main(String[] args) throws Exception{

         //Class对象描述了某个特定的类对象
         Class<?> classType = Class.forName("java.lang.String");

         //通过反射获取到所有的方法
         Method[] methods = classType.getDeclaredMethods();

         //打印所有的方法
         for(Method m : methods){
             System.out.println(m);
         }
     }

 }

 import java.lang.reflect.Method;

 public class InvokeTester {

     public int add(int parm1, int parm2) {
         return parm1 + parm2;
     }

     public String echo(String message) {
         return "hello:" + message;
     }

     public static void main(String[] args) throws Exception {
         // InvokeTester test = new InvokeTester();
         // System.out.println(test.add(1, 2));
         // System.out.println(test.echo("Java"));

         Class<?> classType = InvokeTester.class;

         //通过反射生成一个InvokeTester类型的对象
         Object o = classType.newInstance();

         //通过反射获取到add方法
         Method addMethod = classType.getMethod("add", new Class[] { int.class,
                 int.class });

         //调用对象的add方法并把参数传进去
         System.out.println(addMethod.invoke(o,new Object[]{1,2}));

         //通过反射获取到echo方法
         Method echoMethod = classType.getMethod("echo", new Class[]{String.class});

         //调用对象的echo方法并把参数传进去
         System.out.println(echoMethod.invoke(o, new Object[]{"Java"}));
     }
 }

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。

获取某个类或对象所对应的Class对象的3种方式：

1）使用Class类的静态方法forName，如Class.forName("java.lang.String");

2）使用.class语法，如String.class;

3）使用对象的getClass方法，如String s = "abc"; Class<?> classType = s.getClass();

若想通过类的不带参数的构造方法来生成对象，我们有两种方式：

1）先获得Class对象，然后通过该Class对象的newInstance方法直接获得即可。如

Class<?> classType = String.class; 

Object o = classType.newInstance();

2）先获得Class对象，然后通过该Class对象获得所对应的Constructor对象，再通过该Constructor对象的newInstance方法生成。如

Class<?> classType = Customer.class;

Constructor constructor  =classType.getConstructor(new Class[]{});

Object o1 = constructor.newInstance(new Object[]{});

若想通过类的带参数的构造方法来生成对象，只能使用下面这种方式：

Class<?> classType = Customer.class;

Constructor constructor2  = classType.getConstructor(new Class[]{String.class,int.class});
Object o2 = constructor.newInstance(new Object[]{"张三",20});

稍完整一点的示例：

 import java.lang.reflect.Field;
 import java.lang.reflect.Method;

 public class ReflectTest {

     // 该方法实现对Customer的拷贝
     public static Object copy(Object object) throws Exception {
         Class<?> classType = object.getClass();

         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();// 将属性的首字母转换为大写

             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 c = new Customer("Tom", 20);
         c.setId(1L);
         Object o = copy(c);
         Customer customerCopy = (Customer) o;

         System.out.println(customerCopy.getId() + "," + customerCopy.getName()
                 + "," + customerCopy.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;
     }

 }

Java.lang.Array类提供了动态创建和访问数组元素的各种静态方法。

第一个示例：

 import java.lang.reflect.Array;

 public class ArrayTester {

     public static void main(String[] args) {

         Class<?> classType = String.class;

         Object array = Array.newInstance(classType, 10);

         Array.set(array, 5, "hello");

         String s = (String) Array.get(array, 5);

         System.out.println(s);
     }
 }

第二个示例：

Integer.TYPE 返回的是int所对应的Class对象

Integer.class 返回的是Integer所对应的Class对象

 import java.lang.reflect.Array;

 public class ArrayTester2 {

     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();
 //
 //      System.out.println(classType);

         arrayObj = Array.get(arrayObj, 5);

         Array.set(arrayObj, 10, 37);

         int[][][] arrayCast = (int[][][]) array;

         System.out.println(arrayCast[3][5][10]);

     }

 }