Java 反射机制详解

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本篇文章已授权微信公众号 guolin_blog (郭霖)独家发布

为什么要写这一系列的博客呢?

因为在 Android 开发的过程中, 泛型,反射,注解这些知识进场会用到,几乎所有的框架至少都会用到上面的一两种知识,如 Gson 就用到泛型,反射,注解,Retrofit 也用到泛型,反射,注解 。学好这些知识对我们进阶非常重要,尤其是阅读开源框架源码或者自己开发开源框架。

反射机制

什么是反射机制

简单来说,放射可以帮助我们在动态运行的时候,对于任意一个类,可以获得其所有的方法(包括 public protected private 默认状态的),所有的变量 (包括 public protected private 默认状态的)。是不是很强大呢。

反射机制有什么作用呢?

  • 获取某些类的一些变量,调用某些类的私有方法。(例如在Android开发中我们可以用来开启 WiFi 热点,调用 WifiManager 中的 setWifiApEnabled() 方法 )
  • 增加代码的灵活性。很多主流框架都使用了反射技术.像ssh框架都采用两种技术 xml做配置文件+反射技术.

假如有这样一个类 Person,它拥有多个成员变量,country,city,name,province,height,age 等,同时它拥有多个 构造方法,多个方法,这些变量,方法的访问权限既有 public 也有 private 的。下面我们以这个为例子,一起看怎样使用反射获得相应的 Filed,Constructor,Method。

/**
 * 博客地址:http://blog.csdn.net/gdutxiaoxu
 * @author xujun
 * @time 2017/3/29 22:19.
 */
public class Person {
    public String country;
    public String city;
    private String name;
    private String province;
    private Integer height;
    private Integer age;


    public Person() {
        System.out.println("调用Person的无参构造方法");
    }

    private Person(String country, String city, String name) {
        this.country = country;
        this.city = city;
        this.name = name;
    }

    public Person(String country, Integer age) {
        this.country = country;
        this.age = age;
    }

    private String getMobile(String number) {
        String mobile = "010-110" + "-" + number;
        return mobile;
    }


    private void setCountry(String country) {
        this.country=country;

    }

    public void getGenericHelper(HashMap<String, Integer> hashMap) {
    }

    public Class getGenericType() {
        try {
            HashMap<String, Integer> hashMap = new HashMap<String, Integer>();
            Method method = getClass().getDeclaredMethod("getGenericHelper",HashMap.class);
            Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();
            if (null == genericParameterTypes || genericParameterTypes.length < 1) {
                return null;
            }

            ParameterizedType parameterizedType=(ParameterizedType)genericParameterTypes[0];
            Type rawType = parameterizedType.getRawType();
            System.out.println("----> rawType=" + rawType);
            Type[] actualTypeArguments = parameterizedType.getActualTypeArguments();
            if (actualTypeArguments==genericParameterTypes || actualTypeArguments.length<1) {
                return null;
            }

            for (int i = 0; i < actualTypeArguments.length; i++) {
                Type type = actualTypeArguments[i];
                System.out.println("----> type=" + type);
            }
        } catch (Exception e) {

        }
        return null;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "country='" + country + '\'' +
                ", city='" + city + '\'' +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", province='" + province + '\'' +
                ", height=" + height +
                '}';
    }
}

使用反射获得所有构造方法(包括私有的,非私有的)

默认权限的指的是没有修饰符修饰的

几个重要的方法讲解

方法

描述

public Constructor getConstructor(Class… parameterTypes)

获得指定的构造方法,注意只能获得 public 权限的构造方法,其他访问权限的获取不到

public Constructor getDeclaredConstructor(Class… parameterTypes)

获得指定的构造方法,注意可以获取到任何访问权限的构造方法。

public Constructor[] getConstructors() throws SecurityException

获得所有 public 访问权限的构造方法

public Constructor[] getDeclaredConstructors() throws SecurityException

获得所有的构造方法,包括(public, private,protected,默认权限的)

看了上面的几个方法,其实很好区分

  • 后缀带 s 的返回对象时数组类型,是可以获得相应权限的所有方法的,如 Constructor getConstructor() 方法 和 Constructor

获得所有的构造方法

public static void printConstructor(String className) {
    try {
        Class<?> aClass = Class.forName(className);
        Constructor<?>[] constructors = aClass.getConstructors();
        print(constructors);
        Constructor<?>[] declaredConstructors = aClass.getDeclaredConstructors();
        print(declaredConstructors);
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }

}

print: private com.example.reflectdemo.Person(java.lang.String,java.lang.String,java.lang.String) print: public com.example.reflectdemo.Person() print:public com.example.reflectdemo.Person(java.lang.String,java.lang.Integer) print:public com.example.reflectdemo.Person(java.lang.String,java.lang.Integer)

对比 Person 里面所有的构造方法,可以知道我们代码的逻辑是正确的

获得指定的构造方法

public static Constructor getConstructor(String className, Class<?>... clzs) {
    try {
        Class<?> aClass = Class.forName(className);
        Constructor<?> declaredConstructor = aClass.getDeclaredConstructor(clzs);
        print(declaredConstructor);
        //   if Constructor is not public,you should call this
        declaredConstructor.setAccessible(true);
        return declaredConstructor;

    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (NoSuchMethodException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return null;

}

public class TestHelper {

    public static  final String TAG="xujun";
    public static final String CLASS_NAME = "com.example.reflectdemo.Person";
    public static final String CHINA = "China";

    public static void testConstructor(){
        ReflectHelper.printConstructor(CLASS_NAME);
        Constructor constructor = ReflectHelper.getConstructor(CLASS_NAME, String.class, Integer.class);
        try {
            Object meinv = constructor.newInstance(CHINA, 12);
            Person person = (Person) meinv;
            Log.i(TAG, "testConstructor: =" + person.toString());
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

我们将可以看到以下的输出结果

testConstructor: =Person [country=China, city=null, name=null, province=null, height=null, age=12]

可以看到 country=China,age=12 这说明我们成功通过反射调用 Person 带两个参数的沟改造方法。

注意事项

如果该方法,或者该变量不是 public 访问权限的,我们应该调用相应的 setAccessible(true) 方法,才能访问得到

//if Constructor is not public,you should call this
declaredConstructor.setAccessible(true);

使用反射获得所有的 Filed 变量

获得所有的 Filed 变量

public static void printFiled(String className) {
    try {
        Class<?> aClass = Class.forName(className);
        Field[] fields = aClass.getFields();
        PrintUtils.print(fields);
        Field[] declaredFields = aClass.getDeclaredFields();
        PrintUtils.print(declaredFields);

    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

获得指定的成员变量

现在假如我们要获得 Person 中的私有变量 age ,我们可以通过以下的代码获得,同时并打印出所有的成员变量。

public static Field getFiled(String className, String filedName) {
    Object o = null;
    try {
        Class<?> aClass = Class.forName(className);

        Field declaredField = aClass.getDeclaredField(filedName);
        //   if not public,you should call this
        declaredField.setAccessible(true);
        return declaredField;


    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (NoSuchFieldException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return null;

}

public  static void testFiled(){
    ReflectHelper.printFileds(CLASS_NAME);
    Person person = new Person(CHINA, 12);
    Field field = ReflectHelper.getFiled(CLASS_NAME, "age");
    try {
        Integer integer = (Integer) field.get(person);
        PrintUtils.print("integer="+integer);
    } catch (IllegalAccessException e) {
        e.printStackTrace();
    }

}

我们可以看到以下的输出结果

print: public java.lang.String com.example.reflectdemo.Person.country print: public java.lang.String com.example.reflectdemo.Person.city print: public java.lang.String com.example.reflectdemo.Person.country print: public java.lang.String com.example.reflectdemo.Person.city print: private java.lang.String com.example.reflectdemo.Person.name print: private java.lang.String com.example.reflectdemo.Person.province print: private java.lang.Integer com.example.reflectdemo.Person.height print: private java.lang.Integer com.example.reflectdemo.Person.age print:integer=12

使用反射执行相应的 Method

主要有以下几个方法,

  • public Method[] getDeclaredMethods()
  • public Method[] getMethods() throws SecurityException
  • public Method getDeclaredMethod()
  • public Method getMethod(String name, Class

获取所有的 Method

    public static void printMethods(String className) {
        try {
            Class<?> aClass = Class.forName(className);
            Method[] declaredMethods = aClass.getDeclaredMethods();
            PrintUtils.print(declaredMethods);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

print: public java.lang.String com.example.reflectdemo.Person.toString() print: public java.lang.Class com.example.reflectdemo.Person.getGenericType() print: private void com.example.reflectdemo.Person.setCountry(java.lang.String) print: public void com.example.reflectdemo.Person.getGenericHelper(java.util.HashMap) print: private java.lang.String com.example.reflectdemo.Person.getMobile(java.lang.String)

对比 Person 里面的所有方法,毫无疑问我们的代码逻辑是正确的。

获取指定的 Method

我们可以使用 getDeclaredMethod(String name, Class

   public static void testMethod(){
        ReflectHelper.printMethods(CLASS_NAME);
        Person person=new Person();
        Method method = ReflectHelper.getMethod(CLASS_NAME,
                "setCountry", String.class);
        try {
           // 执行方法,结果保存在 person 中
            Object o = method.invoke(person, CHINA);
           // 拿到我们传递进取的参数 country 的值 China          
            String country=person.country;
            PrintUtils.print(country);
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }


public class ReflectHelper {

    private static final String TAG = "ReflectHelper";

    public static Method getMethod(String className, String methodName, Class<?>... clzs) {
        try {
            Class<?> aClass = Class.forName(className);
            Method declaredMethod = aClass.getDeclaredMethod(methodName, clzs);
            declaredMethod.setAccessible(true);
            return declaredMethod;
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

执行上面的函数,将可以看到下面的结果

print:China

即我们成功利用反射调用 Person 的 setCountry 方法,并将值成功改变。


使用反射操作数组

/**
     * 利用反射操作数组
     * 1 利用反射修改数组中的元素
     * 2 利用反射获取数组中的每个元素
     */
    public static void testArrayClass() {
        String[] strArray = new String[]{"5","7","暑期","美女","女生","女神"};
        Array.set(strArray,0,"帅哥");
        Class clazz = strArray.getClass();
        if (clazz.isArray()) {
            int length = Array.getLength(strArray);
            for (int i = 0; i < length; i++) {
                Object object = Array.get(strArray, i);
                String className=object.getClass().getName();
                System.out.println("----> object=" + object+",className="+className);
            }
        }
    }

—-> object=帅哥,className=java.lang.String —-> object=7,className=java.lang.String —-> object=暑期,className=java.lang.String —-> object=美女,className=java.lang.String —-> object=女生,className=java.lang.String —-> object=女神,className=java.lang.String

从结果可以说明,我们成功通过 Array.set(strArray,0,”帅哥”) 改变数组的值。

使用反射获得泛型类型

public static void getGenericHelper(HashMap<String, Person> map) {

    }

现在假设我们有这样一个方法,那我们要怎样获得 HashMap 里面的 String,Person 的类型呢?

对于 Java Type还不熟悉的可以先读这一篇博客 java Type 详解

public static  void getGenericType() {
        try {
            Method method =TestHelper.class.getDeclaredMethod("getGenericHelper",HashMap.class);
            Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();
            // 检验是否为空
            if (null == genericParameterTypes || genericParameterTypes.length < 1) {
                return ;
            }
            // 取 getGenericHelper 方法的第一个参数

            ParameterizedType parameterizedType=(ParameterizedType)genericParameterTypes[0];
            Type rawType = parameterizedType.getRawType();
            System.out.println("----> rawType=" + rawType);
            Type[] actualTypeArguments = parameterizedType.getActualTypeArguments();
            if (actualTypeArguments==genericParameterTypes || actualTypeArguments.length<1) {
                return ;
            }
            //  打印出每一个类型          
            for (int i = 0; i < actualTypeArguments.length; i++) {
                Type type = actualTypeArguments[i];
                System.out.println("----> type=" + type);
            }
        } catch (Exception e) {

        }

    }

执行上面的代码,输出结果

—-> rawType=class java.util.HashMap —-> type=class java.lang.String —-> type=class com.example.reflectdemo.Person


怎样获得 Metho,Field,Constructor 的访问权限 ( public,private,ptotected 等)

其实很简单,我们阅读文档可以发现他们都有 getModifiers() 方法,该方法放回 int 数字, 我们在利用 Modifier.toString() 就可以得到他们的访问权限

int modifiers = method.getModifiers();
Modifier.toString(modifiers);

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