JAVA基础知识之JVM-——使用反射生成并操作对象

Class对象可以获取类里的方法，由Method对象表示，调用Method的invoke可以执行对应的方法；可以获取构造器，由Constructor对象表示，调用Constructor对象的newInstance方法可以执行类对应的构造方法；可以获取成员变量，由Field对象表示，通过Field对象可以直接修改类的成员变量的访问权限和值。

创建对象

通过反射有两种方式创建对象

使用Class对象的newInstance()，这是最常用的方式，根据配置文件信息创建对象。

使用Class对象获取指定的Constructor对象，再由Constructor对象的newInstance创建类的对象。

调用方法

首先要获取类在JVM中对应的Class对象，通过类的Class对象的getMethod方法来获取类的方法，返回Method类型的对象，最后通过Method对象的invoke来执行类的方法。

下面的例子将演示从配置文件中读取数据来动态地创建对象，还通过配置文件信息来执行对象的setter来初始化对象。

package jvmTest;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Properties;

public class ExtendedObjectPoolFactory {
    private Map<String, Object> objectPool = new HashMap<>();
    private Properties config = new Properties();
    public void init(String fileName) {
        try {
            FileInputStream fis = new FileInputStream(fileName);
            config.load(fis);
        } catch (IOException ex) {
            System.out.println("读取 " + fileName + " 异常");
            ex.printStackTrace();
        }
    }
    private Object createObject(String clazzName) throws Exception {
        Class<?> clazz = Class.forName(clazzName);
        //使用clazz默认构造器创建对象
        return clazz.newInstance();
    }
    //根据配置文件创建对象
    public void initPool() throws Exception {
        for (String name : config.stringPropertyNames()) {
            if (!name.contains("%")) {
                objectPool.put(name, createObject(config.getProperty(name)));
            }
        }
    }
    
    //根据配置文件来执行对象对应的set方法
    public void initProperty() throws Exception {
        for (String name : config.stringPropertyNames()) {
            if (name.contains("%")) {
                String[] objAndPro = name.split("%");
                //获取对象
                Object target = getObject(objAndPro[0]);
                //构造setter方法名
                String mtdName = "set"+ objAndPro[1].substring(0,1).toUpperCase() + objAndPro[1].substring(1);
                Class<?> targetClass = target.getClass();
                Method mtd = targetClass.getMethod(mtdName, String.class);
                mtd.invoke(target, config.getProperty(name));
            }
        }
    }
    
    public Object getObject(String name) {
        return objectPool.get(name);
    }
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ExtendedObjectPoolFactory epf = new ExtendedObjectPoolFactory();
        epf.init("extObj.txt");
        epf.initPool();
        epf.initProperty();
        System.out.println(epf.getObject("a"));
    }
}

上面程序第23行获取Class对象后在第25行使用默认的构造器动态创建出了对象， 

如果要使用指定构造器，需要先获取Constructor对象，再使用Cronstructor对象的newInstance创建对象，像下面这样，

Constructor ctor = clazz.getConstructor(String.class);
return ctor.newInstance("here is parameter for specific constructor");

第45行获取Class对象后，在46行通过Class对象获取指定要执行的方法（带一个参数)，用Method对象表示，最后在47行调用Method对象的invoke可以执行类的指定方法

上面的例子使用下面的测试文件进行测试，

extObj.txt

a=javax.swing.JFrame
b=javax.swing.JLabel
a%title=Test title

输入结果，

javax.swing.JFrame[frame0,0,0,0x0,invalid,hidden,layout=java.awt.BorderLayout,title=Test title,resizable,normal,defaultCloseOperation=HIDE_ON_CLOSE,rootPane=javax.swing.JRootPane[,0,0,0x0,invalid,layout=javax.swing.JRootPane$RootLayout,alignmentX=0.0,alignmentY=0.0,border=,flags=16777673,maximumSize=,minimumSize=,preferredSize=],rootPaneCheckingEnabled=true]

 访问成员变量

通过Class对象的getField方法可以访问指定的成员变量，调用继承自AccessableObject的setAccessable方法可以获得private成员变量的访问权限。

以下方法可以访问成员变量，

get(Object obj), 获取成员变量值。  如果是基本类型，直接使用类似 getInt(Object obj),  getChar(Object obj)的方式

set(Object obj), 设置成员变量值。　如果是基本类型，直接使用类似 setInt(Object, int val), setChar(Object obj, char c)的方式

下面演示访问成员变量，

package jvmTest;

import java.lang.reflect.Field;

class Person {
    private String name;
    private int age;
    public String toString() {
        return "Person[name: "+name+", age: "+age+"]";
    }
}
public class FieldTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Person p = new Person();
        Class<Person> clazz = Person.class;
        //getDeclaredFiled可以获取所有访问权限的成员变量
        Field nameField = clazz.getDeclaredField("name");
        //true表示取消权限限制
        nameField.setAccessible(true);
        nameField.set(p, "Tom");
        Field ageField = clazz.getDeclaredField("age");
        ageField.setAccessible(true);
        ageField.setInt(p, 18);
        System.out.println(p);
    }
}

上面程序第20行使用的是set(), 而23行使用的是setInt(), 输出结果，

Person[name: Tom, age: 18]

操作数组

java.lang.reflect还包含一个Array类，可以动态地创建数组，设置元素的值，比较强大，主要方法有，

newInstance(..)，创建数组，可以指定数组元素类型， 数组维度， 数组长度

get(...)， 获取索引为index的元素，对于基本数据类型的数组，方法为getInt(...),  getChar(...) ...

set(...)， 设置索引为index的元素，对于基本数据类型的数组，方法为setInt(...),  setChar(...) ...

下面演示用法，

package jvmTest;

import java.lang.reflect.Array;

public class ArrayTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建三维数组
        Object arr = Array.newInstance(String.class, 3, 4, 10);
        // 获取index为2的元素，该元素是一个二维数组
        Object arrObj = Array.get(arr, 2);
        // 给二维数组index为2的元素赋值
        // 二维数组的元素是一维数组，所以赋值也要用数组来赋值
        Array.set(arrObj, 2, new String[] { "天王盖地虎", "宝塔镇河妖" });
        //获取二维数组指定index的元素（结果是一维数组)
        Object anArr = Array.get(arrObj, 3);
        Array.set(anArr, 8, "野鸡闷头钻，哪能上天王山");
        //将arr强制转换为三维数组
        String[][][] cast = (String[][][])arr;
        
        System.out.println(cast[2][2][0]);
        System.out.println(cast[2][2][1]);
        System.out.println(cast[2][3][8]);
    }
}

输出如下，

天王盖地虎
宝塔镇河妖
野鸡闷头钻，哪能上天王山