java 使用反射

java程序中的对象在运行时会出现两种类型：编译时类型和运行时类型。例如List list  = new ArrayList()。其中变量list的编译时类型是List，运行时类型是ArrayList。还有更极端的类型，如通过网络通信传递过来一个对象，则这个对象的编译时类型是Object，但程序运行时又需要调用该对象运行时类型的方法。为了解决这种问题，程序需要在运行时发现对象和类的真实信息，为了解决这种问题有两种做法：

• 第一种是假设在编译和运行时都知道类的具体信息。这种情况下，我们可以先使用instanceof运算符进行判断，再利用强制类型转换将之转换成运行时类型的变量即可；
• 第二种是编译时根本无法预知该对象和类可能属于哪些类，程序只能依靠运行时信息来发现该对象和类的具体信息，这就必须使用反射。

 

获得Class对象

每个类被加载之后，系统就会为该类生成一个对应的Class对象，通过该Class对象就可以访问到JVM中的这个类。Java程序中获得Class对象通常有如下三种方式：

1. 使用Class类的forName()静态方法。该方法需要传入字符串参数。该字符串参数的值是某个类的全名。
2. 调用类的class属性获取该类对应的Class对象。
3. 调用某个对象的getClass()方法

第一种方式和第二种方式都是直接根据类来获取该类的Class对象，相比之下，第二种方式有如下两种优势：

• 代码更安全，程序在编译阶段就可以检查需要访问的Class对象是否存在；
• 程序性能更高，因为这种方式无需调用方法，所以性能更好。

也就是说，大部分情况下我们都该使用第二种方式来获取指定类的Class对象。但如果只有一个类名字符串，则只能使用第一种方式。一旦获取一个类对应的Class对象后，程序就可以调用Class对象的方法来获得该对象和该类的真实信息了。

获得类的Class对象后，就可以通过Class对象来获取类的构造器、方法、属性、注释、匿名内部类等属性了。

使用Class对象来创建类的对象

通过反射来生对象有两种方式：

• 使用Class对象的newInstance()方法来创建该Class对应类的实例，这种方式要求该Class对象的对应类有默认构造器，执行newInstance()方法实际上是使用类的默认构造器来创建类的实例。
• 使用Class对象获取指定的Contructor对象，再调用Constructor对象的newInstance()方法来创建该Class对象的对应类的实例。通过这种方法可以选择使用某个类的指定构造器来创建实例。

package com.zhyea.test;

import java.lang.reflect.Constructor;

/**
 * 使用反射创建对象测试类
 * 
 * @author robin
 *
 */
public class MyTest {
    /**
     * 使用默认构造器
     * 
     * @throws Exception
     */
    public void test1() throws Exception {
        Class<?> clazz = Class.forName("com.zhyea.test.Hello");
        System.out.println(clazz.newInstance());
    }

    /**
     * 使用指定构造器
     * 
     * @throws Exception
     */
    public void test2() throws Exception {
        Class<?> clazz = Class.forName("com.zhyea.test.Hello");
        Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor(String.class);
        System.out.println(constructor.newInstance("robin"));
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MyTest mt = new MyTest();
        mt.test1();
        mt.test2();
    }
}

class Hello {

    String name;

    public Hello() {}

    public Hello(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Hello " + name + "!";
    }
}

使用Class对象调用方法

Class对象可以使用getMethods()方法或者getMethod()获取全部或指定方法。这两个方法返回的是Method对象数组或Method对象。

获得Method对象后，就可以通过Method来调用对应方法。

package com.zhyea.test;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;

/**
 * 使用反射测试类
 * 
 * @author robin
 *
 */
public class MyTest {
    /**
     * 使用默认构造器
     * 
     * @throws Exception
     */
    public void test1() throws Exception {
        Class<?> clazz = Class.forName("com.zhyea.test.Hello");
        Method mtd = clazz.getMethod("sayHello", String.class);
        mtd.invoke(clazz.newInstance(), "Robin");
    }

    /**
     * 使用指定构造器
     * 
     * @throws Exception
     */
    public void test2() throws Exception {
        Class<?> clazz = Class.forName("com.zhyea.test.Hello");
        Constructor<?> ctr = clazz.getConstructor(String.class);
        Method mtd = clazz.getMethod("sayHello", String.class);
        mtd.invoke(ctr.newInstance("zhangsan"), "Robin");
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MyTest mt = new MyTest();
        mt.test1();
        mt.test2();
    }
}

class Hello {

    String name;

    public Hello() {}

    public Hello(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        if (null != this.name)
            return "Hello " + this.name + "!";
        else
            return "Hello!";
    }

    public void sayHello(String name) {
        if (null == this.name) {
            this.name = name;
        }
        System.out.println("Hello " + this.name + "!");
    }
}

对于私有方法，也是通过setAccessible方法进行访问，只不过获取Method对象的方法需要做下调整。

package com.zhyea.test;

import java.lang.reflect.Method;

/**
 * 使用反射测试类
 * 
 * @author robin
 *
 */
public class MyTest {
    
    public void test() throws Exception{
        Class<?> clazz = Class.forName("com.zhyea.test.Hello");
        Method mtd = clazz.getDeclaredMethod("testHello");
        mtd.setAccessible(true);
        mtd.invoke(clazz.newInstance());
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MyTest mt = new MyTest();
        mt.test();
    }
}

class Hello {

    String name;

    public Hello() {}

    private void testHello(){
        System.out.println("This is a test for private method");
    }
}

使用Class对象访问成员变量

通过Class对象的getFields()方法或getField()方法可以获取该类所包括的全部Field属性或指定Field。Field提供了如下两个方法来访问属性：

getXxx(Object obj)：获取obj对象该Field属性值。Xxx对应8个直接类型。引用类型直接使用get即可。

setXxx(Object obj, Xxx val)：将obj对象该Field的值设置成为val。Xxx对应8个直接类型。引用类型直接使用get即可。

实例代码如下：

package com.zhyea.test;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;

/**
 * 使用反射测试类
 * 
 * @author robin
 *
 */
public class MyTest {
    
    public void test() throws Exception{
        Class<?> clazz = Class.forName("com.zhyea.test.Hello");
        Constructor<?> ctr = clazz.getConstructor(String.class);
        Object obj = ctr.newInstance("Robin");
        Field nameField = clazz.getDeclaredField("name");
        System.out.println(nameField.get(obj) );
        nameField.setAccessible(true);
        nameField.set(obj, "zhangsan");
        System.out.println((Hello)obj);
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MyTest mt = new MyTest();
        mt.test();
    }
}

class Hello {

    String name;

    public Hello(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    public String toString(){
        return "Hello " + this.name + "!";
    }
}

使用反射来操作数组

在java.lang.reflect包下还提供了一个Array类，Array对象可以代表所有的数组。程序可以通过使用Array来动态地创建操作数组。

用代码来说明下：

package com.zhyea.test;

import java.lang.reflect.Array;

/**
 * 使用反射测试类
 * 
 * @author robin
 *
 */
public class ArrayTest {
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Object arr = Array.newInstance(String.class, 6); 
        Array.set(arr, 0, "Robin");
        Array.set(arr, 1, "Tom");
        
        System.out.println(Array.get(arr, 0));
        
        String[] strArr = (String[])arr;
        System.out.println(strArr[0]);
        System.out.println(strArr[1]);
    }
}