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移动架构<第十篇>:反射机制

移动架构<第十篇>:反射机制

作者: NoBugException | 来源:发表于2020-08-10 12:46 被阅读0次

    Java反射机制是移动架构的重要知识体系中的一部分,可以说想要成为合格的移动架构师必须了解Java的反射机制

    (1)概念

    Java的反射(reflection)机制是指在程序的运行状态中,可以构造任意一个类的对象,可以了解任意一个对象所属的类,可以了解任意一个类的成员变量和方法,可以调用任意一个对象的属性和方法。这种动态获取程序信息以及动态调用对象的功能称为Java语言的反射机制。反射被视为动态语言的关键。

    以上定义是在科学百科中找到的。

    (2)本质

    所谓反射,其实就是获取字节码文件,即.class文件,最后生成Class对象,拿到这个对象之后就可以对这个对象为所欲为了。

    (3)获取Class对象的三种方式

    上面说到,反射机制的本质是获取.class文件,生成Class对象,那么该如何获取Class对象呢?

    [第一种方式]

    如果我们可以拿到某对象的实例如对象Test,那么获取Test的Class对象的代码如下:

    Class<?> cls = new Test().getClass();
    

    [第二种方式]

    在知道类名的情况下:

    Class<?> cls = Test.class;
    

    [第三种方式]

    前两种获取Class对象的方式比较简单,但是必须保证Test对象能直接访问,但是,在很多时候,我们想要获取的Class对象不能直接访问,这个时候必须采用第三种获取Class对象的方式,如下:

        Class<?> cls = null;
        try {
            cls = Class.forName("com.juexing.mytest.Test");
            System.out.println(cls.getName());
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    

    forName()方法里传递的参数是Class的Name,所以,如果Test对象可以直接访问,也可以写成:

        Class<?> cls = null;
        try {
            cls = Class.forName(Test.class.getName());
            System.out.println(cls.getName());
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    

    [三种方式如何选择]

    第一种方式显然已经获取到对象了,所以没必要使用复杂化的反射机制;
    第二种方式会导致模块与模块之间的耦合性,也不建议使用;
    第三种方式是反射机制常用的方法,建议使用。

    (4)获取构造方法
    // 1.获取参数列表是parameterTypes,访问控制符是public的构造函数
    public Constructor getConstructor(Class[] parameterTypes)
    
    // 2.获取所有访问控制符是public的构造函数
    public Constructor[] getConstructors()
    
    // 3.获取参数列表是parameterTypes,并且是类自身声明的构造函数,访问控制符包含public、protected和private的函数。
    public Constructor getDeclaredConstructor(Class[] parameterTypes)
    
    //4.获取类自身声明的全部的构造函数,访问控制符包含public、protected和private的函数。
    public Constructor[] getDeclaredConstructors()
    
    //5.如果类声明在其它类的构造函数中,返回该类所在的构造函数,如果存在则返回,不存在返回null
    public Constructor getEnclosingConstructor()
    

    举例:

    Constructor<?> constructor = cls.getDeclaredConstructor();//没有参数
    Constructor<?> constructor = cls.getDeclaredConstructor(int.class);//一个参数
    Constructor<?> constructor = cls.getDeclaredConstructor(String.class, String.class);//两个参数
    

    拿到constructor对象之后可以新建当前对象的一个实例:

    constructor.newInstance();
    

    这个方法在实际运用中会经常用到。

    (5)获取成员函数
    // 1.获取函数名是name,参数是parameterTypes的public的函数(包括从基类继承的、从接口实现的所有public函数)
     public Method getMethod(String name, Class[] parameterTypes)
    
     //2.获取全部的public的函数(包括从基类继承的、从接口实现的所有public函数)
     public Method[] getMethods()
    
     //3.获取函数名name,参数是parameterTypes,并且是类自身声明的函数,包含public、protected和private方法。
     public Method getDeclaredMethod(String name, Class[] parameterTypes)
    
     //4.获取全部的类自身声明的函数,包含public、protected和private方法。
     public Method[] getDeclaredMethods()
    
     //5.如果这个类是其它类中某个方法的内部类,调用getEnclosingMethod()就是这个类所在的方法;若不存在,返回null。
     public Method getEnclosingMethod()
    

    举例:

            Class<?> cls = Class.forName("com.juexing.mytest.ATest");
            Method methodA = cls.getDeclaredMethod("testA");
            System.out.println(methodA.getName());
            Method methodB = cls.getDeclaredMethod("testB", String.class);
            System.out.println(methodB.getName());
            Method[] methods = cls.getDeclaredMethods();
            for(Method method : methods){
                System.out.println(method.getName());
            }
    

    那么,得到Method对象之后又可以做什么操作呢?

    [获取方法名]

    methodA.getName();
    

    [调用方法]

    使用invoke方法调用指定方法,如:

    methodA.invoke(constructor.newInstance());
    

    invoke方法第一个参数传递指定类的实例(如果能获取到对应类的实例最好,如果获取不到,只用使用constructor.newInstance()代替了),后面几个参数传递方法的参数。

    假设有这样一个类

    public class ATest {
    
        public ATest(){
    
        }
    
        public void testA(){
            System.out.println("调用了testA");
        }
    
        public String testB(String a1, int b, float c){
            System.out.println(a1);
            return a1;
        }
    
        private void testC(){
            System.out.println("调用了testC");
        }
    }
    

    那么,该如何使用反射机制调用testA、testB、testC这三个方法呢?

    调用testA(最简单的调用方式)

            Class<?> cls = Class.forName("com.juexing.mytest.ATest");
            Constructor constructor = cls.getDeclaredConstructor();
            Method methodA = cls.getDeclaredMethod("testA");
            methodA.invoke(constructor.newInstance());
    

    调用testB(注意返回值和参数)

            Class<?> cls = Class.forName("com.juexing.mytest.ATest");
            Constructor constructor = cls.getDeclaredConstructor();
            Method methodB = cls.getDeclaredMethod("testB", String.class, int.class, float.class);
            String aa = (String) methodB.invoke(constructor.newInstance(), "调用了testB", 2, 2.0f);
            System.out.println(aa);
    

    invoke方法除了第一个参数外,剩下的几个参数都是testB方法的参数传值,aa是返回值。

    调用testC(注意private修饰符)

            Class<?> cls = Class.forName("com.juexing.mytest.ATest");
            Constructor constructor = cls.getDeclaredConstructor();
            Method methodC = cls.getDeclaredMethod("testC");
            methodC.invoke(constructor.newInstance());
    

    我们都知道,Java是无法访问其他类中的私有方法,如果使用以上代码调用testC方法会直接报错,如下:

    图片.png

    那么,反射机制能否调用私有方法?答案是可以的。

    在代码中加入以下代码:

            methodC.setAccessible(true);
    

    可以解决访问受限的问题。

    (6)获取成员变量
    //1.获取“名称是name”的public的成员变量(包括从基类继承的、从接口实现的所有public成员变量)
    public Field getField(String name)
    
    //2.获取全部的public成员变量(包括从基类继承的、从接口实现的所有public成员变量)
    public Field[] getFields()
    
    //3.获取“名称是name”,并且是类自身声明的成员变量,包含public、protected和private成员变量。
    public Field getDeclaredField(String name)
    
    //4.获取全部的类自身声明的成员变量,包含public、protected和private成员变量。
    public Field[] getDeclaredFields()
    

    拿到字段信息就可以访问这些字段了,如:

            field.get(obj);
            field.getBoolean(obj);
            field.getByte(obj);
            field.getChar(obj);
            field.getFloat(obj);
            field.getDouble(obj);
            field.getLong(obj);
    

    当然,如果字段的修饰否是private,需要添加以下代码:

            field.setAccessible(true);
    

    既然可以获取字段,当然也可以修改字段:

            field.set(obj, null);
            field.setBoolean(obj, false);
            field.setByte(obj, (byte)1);
            field.setChar(obj, 'C');
            field.setFloat(obj, 1.0f);
            field.setDouble(obj, 1.0);
            field.setLong(obj, 1);
    
    (7)总结

    反射机制的相关方法还有很多,我想,了解以上提到的内容应该就差不多了,在一些主流框架中,反射机制运用非常的广泛,了解反射机制是成为架构师的必备功课之一。

    [本章完]

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