谈谈Java的反射

作者: WinsonWu | 来源:发表于2016-11-25 14:48 被阅读0次

    什么是动态语言

    我们都知道Java是动态语言,但什么是动态语言呢?大致认同的定义是:

    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。


    什么是反射

    JAVA有着一个非常突出的动态相关机制:Reflection(反射)。先看一下反射的概念:

    在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法;对于任意一个对象,都能够调用它的任意方法和属性;这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射机制。

    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。


    反射机制能做什么

    • 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
    • 生成动态代理

    Class

    Class 类继承自Object,其实体用以表达Java程序运行时的classes和interfaces,也用来表达enum、array、primitive Java types(boolean, byte, char, short, int, long, float, double)以及关键词void。

    当一个class被加载,或当加载器(class loader)的defineClass()被JVM调用,JVM 便自动产生一个Class 对象。

    Class是Reflection故事起源。针对任何您想探勘的类,唯有先为它产生一个Class 对象,接下来才能经由后者唤起为数十多个的Reflection APIs。


    获取Class三种方式

    1. Object类中的getClass()
    Date date = new Date();
    Class c = date.getClass();
    
    2. static method-Class.forName()
    Class c = Class.forName("java.util.Date");
    
    3. T.class
    Class c = Date.class;
    

    创建对象的五种方式

    1. 使用new(最常用)
    Date d = new Date();
    
    2. 使用Class类的newInstance方法

    newInstance方法调用无参的构造函数创建对象

    Date d =  Date.class.newInstance();
    
    3. 使用Constructor类的newInstance方法

    java.lang.reflect.Constructor类里也有一个newInstance方法可以创建对象。
    可以通过这个newInstance方法调用有参数的和私有的构造函数。

    Constructor<Date> constructor= Date.class.getConstructor();
    Date d = constructor.newInstance();
    
    4. 使用clone

    用clone方法创建对象并不会调用任何构造函数。
    要使用clone方法,我们需要先实现Cloneable接口并实现其定义的clone方法。

    Date d1 = new Date();
    Date d2 = (Date)d1.clone();
    
    5. 使用反序列化
    ObjectInputStream is = new ObjectInputStream(new FileInputStream("D:/user.obj"));
    User userTemp = (User) is.readObject();
    

    Reflection API

    Class的方法

    1. 获取Field

    Field[] getFields() 获取所有public域
    Field[] getDeclaredFields() 获取所有域

    Class c = Class.forName("java.util.Date");
    Field[] fields0 = c.getFields();
    Field[] fields1 = c.getDeclaredFields();
    

    Field getField(String name) 获取指定名称的域
    Field getDeclaredField(String name) 获取指定名称的域

    Field的方法

    Object get(Object obj) 返回obj对象中用Field对象表示的域值
    void set(Object obj,Object newValue) 设置Obj对象中Field对象表示的域的值

    User user = new User("001","winson","w5566");
    Class c = user.getClass();
    Field[] fields =  c.getDeclaredFields();
    for (Field field: fields) {
        field.setAccessible(true);
        Object object = field.get(user); //获取user对象中Field对象表示的域的对象
        System.out.println(object.toString());
        field.set(user,new String("test")); //设置user对象中Field对象表示的域的值
    }
    System.out.println(user);
    

    2. 获取Method

    Method[] getMethods() 获取所有public方法
    Method[] getDeclaredMethods() 获取所有域

    Class c = Class.forName("java.util.Date");
    Method[] methods0 = c.getMethods();
    Method[] methods1 = c.getDeclaredMethods();
    

    3. 获取Constructor

    Constructor[] getConstructors() 获取所有public构造器
    Constructor[] getDeclaredConstructors() 获取所有构造器

    Class c = Class.forName("java.util.Date");
    Constructor[] constructors0 = c.getConstructors();
    Constructor[] constructors1 = c.getDeclaredConstructors();
    

    Field、Method、Constructor的通用的方法

    1. 获取Class对象

    Class getDeclaringClass()

    2.获取方法或构造器抛出的异常类型 (Contructor|Method)

    Class[] getExceptionTypes()

    3. 返回修饰权限的整型值,使用MOdifier类可以分析这个返回值

    int getModifiers()

    4. 返回一个用于描述构造器、方法或域名的字符串

    String getName()

    5. 返回一个用于描述参数类型的Class对象数组 (Contructor|Method)

    Class[] getParameterTypes()

    5. 返回一个用于描述返回类型的的Class对象 (Method)

    Class getReturnTypes()


    Modifier的方法

    image
    public class ReflectTestDemo {
        public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
            Class c = Class.forName("java.util.Date");
            System.out.println(c.getModifiers());   //输出1
            System.out.println(Modifier.toString(c.getModifiers()));    //输出public
    
            Method[] methods = c.getDeclaredMethods();
            for (Method m: methods) {
                Class aClass= m.getDeclaringClass();
                Class[] exceptionClass = m.getExceptionTypes();     //获取抛出的异常类型
                System.out.println(Modifier.toString(m.getModifiers()));   //获取方法的权限
                String name = m.getName();  //获取方法名
                Class[] parameterClass = m.getParameterTypes(); //获取参数的类型
                Class returnClass = m.getReturnType();  //获取返回值类型
            }
        }
    }
    

    AccessibleObject的方法

    1. 为反射对象设置可访问标志,flag为true表明屏蔽Java语言的访问检查,使私有属性也可以被查询或设置。

    void setAccessible(boolean flag)

    2.返回反射对象的可访问标准的值

    boolean isAccessible()

    3.设置对象数组可访问标志的快捷方法

    static void setAccessible(AccessibleObject[] array,boolean flag)

    Class c0 = Class.forName("java.util.Date");
    Field[] fields =  c.getDeclaredFields();
    for (Field field: fields) {
        field.setAccessible(true);  //如果不设置Accessible为true,则下面代码会抛出IllegalAccessException异常
        field.set(user,new String("test")); 
    }
    

    Method的invoke方法

    调用对象所描述的方法,传给定参数,并返回方法的返回值。
    在使用包装器传递基本类型的值时,基本类型的返回值必须是未包装的

    public Object invoke(Object implicitParameter,Object[] explicitParamenters)
    

    第一个参数是隐式参数传入被获取方法的对象,如果是静态方法则传入null

    public class MethodDemo {
        public static void main (String[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
            Method method0 = MethodDemo.class.getMethod("square", double.class);
            Method method1 = Math.class.getMethod("sqrt", double.class);
            double d0 = (Double)method0.invoke(null,3.3);   //如果是static第一个参数可以为null
            double d1 = (Double)method1.invoke(null,4.4);
            System.out.println(d0);
            System.out.println(d1);
    
            User user = new User("007","Winson","w5566");
            Method method2 = user.getClass().getMethod("getName");
            String name = (String)method2.invoke(user,new Object[0]);   //如果没有参数,则传入new Object[0]
            System.out.println(name);
        }
        public static double square(double x){
            return x*x;
        }
    }
    

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