java反射机制

基本概念

  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

Java反射机制主要提供了以下功能:

  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。

  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)、 superclass(例如Object)、实现了的 interfaces (例如Serializable)、也包括其fields和methods的所有信息,并可于运行时改变fields内容或调用methods。

动态语言

  动态语言的定义“程序运行时,允许改变程序结构或者变量类型,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)。Reflectionintrospection是常被并提的两个术语。

Java Reflection API简介

  在JDK中,主要由以下类来实现Java反射机制,这些类(除了第一个)都位于java.lang.reflect包中

Class类:代表一个类,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。

Class对象

  要想使用反射,首先需要获得待操作的类所对应的Class对象。

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。

  这个Class对象是由JVM生成的,通过它能够获悉整个类的结构。

常用的获取Class对象的3种方式:

1.使用Class类的静态方法。例如:

Class.forName("java.lang.String");

2.使用类的.class语法。如:

String.class;

3.使用对象的getClass()方法。如:

String str = "aa";
Class<?> classType1 = str.getClass();

  getClass()方法定义在Object类中,不是静态方法,需要通过对象来调用,并且它声明为final,表明不能被子类所覆写。

  直接print所获得的Class对象classType会输出:

    class 完整类名

  如果调用该Class对象的getName()方法,则输出完整类名,不加class。

例程1:获取方法

  例程DumpMethods类演示了Reflection API的基本作用,它读取命令行参数指定的类名,然后打印这个类所具有的方法信息。

import java.lang.reflect.Method;public class DumpMethods
{    public static void main(String[] args) throws Exception //在方法后加上这句,异常就消失了    {        //获得字符串所标识的类的class对象
        Class<?> classType = Class.forName("java.lang.String");//在此处传入字符串指定类名,所以参数获取可以是一个运行期的行为,可以用args[0]        
        //返回class对象所对应的类或接口中,所声明的所有方法的数组(包括私有方法)
        Method[] methods = classType.getDeclaredMethods();        
        //遍历输出所有方法声明
        for(Method method : methods)
        {
            System.out.println(method);
        }
    }

}

例程2:通过反射调用方法

  通过反射调用方法。详情见代码及注释:

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
    {        // 以前的常规执行手段
        InvokeTester tester = new InvokeTester();
        System.out.println(tester.add(1, 2));
        System.out.println(tester.echo("Tom"));
        System.out.println("---------------------------");        // 通过反射的方式        // 第一步,获取Class对象        // 前面用的方法是:Class.forName()方法获取        // 这里用第二种方法,类名.class
        Class<?> classType = InvokeTester.class;        // 生成新的对象:用newInstance()方法
        Object invokeTester = classType.newInstance();
        System.out.println(invokeTester instanceof InvokeTester); // 输出true        // 通过反射调用方法        // 首先需要获得与该方法对应的Method对象
        Method addMethod = classType.getMethod("add", new Class[] { int.class,                int.class });        // 第一个参数是方法名,第二个参数是这个方法所需要的参数的Class对象的数组        // 调用目标方法
        Object result = addMethod.invoke(invokeTester, new Object[] { 1, 2 });
        System.out.println(result); // 此时result是Integer类型        
        //调用第二个方法
        Method echoMethod = classType.getDeclaredMethod("echo", new Class[]{String.class});
        Object result2 = echoMethod.invoke(invokeTester, new Object[]{"Tom"});
        System.out.println(result2);

    }
}

生成对象

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

  (其中Customer是一个自定义的类,有一个无参数的构造方法,也有带参数的构造方法):

    Class<?> classType = Customer.class;    // 获得Constructor对象,此处获取第一个无参数的构造方法的    Constructor cons = classType.getConstructor(new Class[] {});    // 通过构造方法来生成一个对象        Object obj = cons.newInstance(new Object[] {});

若想通过类的带参数的构造方法生成对象,只能使用下面这一种方式:

  (Customer为一个自定义的类,有无参数的构造方法,也有一个带参数的构造方法,传入字符串和整型)

    Class<?> classType = Customer.class;

    Constructor cons2 = classType.getConstructor(new Class[] {String.class, int.class});

    Object obj2 = cons2.newInstance(new Object[] {"ZhangSan",20});

  可以看出调用构造方法生成对象的方法和调用一般方法的类似,不同的是从Class对象获取Constructor对象时不需要指定名字,而获取Method对象时需要指定名字。

原文发布于微信公众号 - java达人(drjava)

原文发表时间:2015-11-14

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