java的反射机制

1.反射机制的定义

反射机制是在运行状态中，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一个方法和属性；
这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制。

2.反射能做什么

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。

3.反射的常用API

//通过一个对象获得完整的包名和类名
     public static void main(String[] args) {
     ReflectDemo reflectDemo = new ReflectDemo();
     System.out.println(reflectDemo.getClass().getName());
     /**
     * 运行结果:
     * org.xiaowu.reflect.test.ReflectDemo
     *
     */
     }

//实例化Class类对象
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {

        Class<?> class1 = null;
        Class<?> class2 = null;
        Class<?> class3 = null;
        // 一般采用这种形式
        class1 = Class.forName("org.xiaowu.reflect.test.ReflectDemo");
        class2 = new ReflectDemo().getClass();
        class3 = ReflectDemo.class;
        System.out.println("类名称   " + class1.getName());
        System.out.println("类名称   " + class2.getName());
        System.out.println("类名称   " + class3.getName());
    }

获取一个对象的父类和其实现的方法
package org.xiaowu.reflect.test;

import java.io.Serializable;

public class ReflectDemo6 implements Serializable {
    /**
     * 
     */
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> clazz = Class.forName("org.xiaowu.reflect.test.ReflectDemo6");
        // 取得父类
        Class<?> parentClass = clazz.getSuperclass();
        System.out.println("clazz的父类为：" + parentClass.getName());
        // clazz的父类为： java.lang.Object
        // 获取所有的接口
        Class<?> intes[] = clazz.getInterfaces();
        System.out.println("clazz实现的接口有：");
        for (int i = 0; i < intes.length; i++) {
            System.out.println((i + 1) + "：" + intes[i].getName());
        }
        // clazz实现的接口有：
        // 1：java.io.Serializable
    }
}

//获取某个类的全部方法
package org.xiaowu.reflect.test;

import java.io.Serializable;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;

public class TestReflect1 implements Serializable{

    /**
     * 
     */
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> clazz = Class.forName("org.xiaowu.reflect.test.TestReflect1");
        Method method[] = clazz.getMethods();
        for (int i = 0; i < method.length; ++i) {
            Class<?> returnType = method[i].getReturnType();
            Class<?> para[] = method[i].getParameterTypes();
            int temp = method[i].getModifiers();
            System.out.print(Modifier.toString(temp) + " ");
            System.out.print(returnType.getName() + "  ");
            System.out.print(method[i].getName() + " ");
            System.out.print("(");
            for (int j = 0; j < para.length; ++j) {
                System.out.print(para[j].getName() + " " + "arg" + j);
                if (j < para.length - 1) {
                    System.out.print(",");
                }
            }
            Class<?> exce[] = method[i].getExceptionTypes();
            if (exce.length > 0) {
                System.out.print(") throws ");
                for (int k = 0; k < exce.length; ++k) {
                    System.out.print(exce[k].getName() + " ");
                    if (k < exce.length - 1) {
                        System.out.print(",");
                    }
                }
            } else {
                System.out.print(")");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

//通过反射机制调用某个类的方法
package org.xiaowu.reflect.test;

import java.lang.reflect.Method;

public class TestReflect2 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> clazz = Class.forName("org.xiaowu.reflect.test.TestReflect2");
        // 调用TestReflect类中的reflect1方法
        Method method = clazz.getMethod("reflect1");
        method.invoke(clazz.newInstance());
        // Java 反射机制 - 调用某个类的方法1.
        // 调用TestReflect的reflect2方法
        method = clazz.getMethod("reflect2", int.class, String.class);
        method.invoke(clazz.newInstance(), 20, "张三");
        // Java 反射机制 - 调用某个类的方法2.
        // age -> 20. name -> 张三
    }
    public void reflect1() {
        System.out.println("Java 反射机制 - 调用某个类的方法1.");
    }
    public void reflect2(int age, String name) {
        System.out.println("Java 反射机制 - 调用某个类的方法2.");
        System.out.println("age -> " + age + ". name -> " + name);
    }
}

//通过反射机制操作某个类的属性
package org.xiaowu.reflect.test;

import java.lang.reflect.Field;

public class TestReflect3 {
    
    private String proprety = null;
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> clazz = Class.forName("org.xiaowu.reflect.test.TestReflect3");
        Object obj = clazz.newInstance();
        // 可以直接对 private 的属性赋值
        Field field = clazz.getDeclaredField("proprety");
        field.setAccessible(true);
        field.set(obj, "Java反射机制");
        System.out.println(field.get(obj));
    }
}

反射机制实现动态代理
package org.xiaowu.reflect.demo;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
//定义项目接口
interface Subject {
    public String say(String name, int age);
}
// 定义接口实现类
class RealSubject implements Subject {
    public String say(String name, int age) {
        return name + "  " + age;
    }
}
class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
    private Object obj = null;
    public Object bind(Object obj) {
        this.obj = obj;
        return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj.getClass().getInterfaces(), this);
    }
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        Object temp = method.invoke(this.obj, args);
        return temp;
    }
}
/**
 * 在java中有三种类类加载器。
 * 
 * 1）Bootstrap ClassLoader 此加载器采用c++编写，一般开发中很少见。
 * 
 * 2）Extension ClassLoader 用来进行扩展类的加载，一般对应的是jrelibext目录中的类
 * 
 * 3）AppClassLoader 加载classpath指定的类，是最常用的加载器。同时也是java中默认的加载器。
 * 
 * 如果想要完成动态代理，首先需要定义一个InvocationHandler接口的子类，已完成代理的具体操作。
 * 
 * @author xsoftlab.net
 * 
 */
public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MyInvocationHandler demo = new MyInvocationHandler();
        Subject sub = (Subject) demo.bind(new RealSubject());
        String info = sub.say("Rollen", 20);
        System.out.println(info);
    }
}

//反射机制的应用实例
package org.xiaowu.reflect.demo;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;

public class TestReflect1 {
    public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException,
            IllegalArgumentException, InvocationTargetException,
            NoSuchMethodException, SecurityException {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        Method method = list.getClass().getMethod("add", Object.class);
        method.invoke(list, "Java反射机制实例。");
        System.out.println(list.get(0));
        System.out.println(list);
    }
}

//通过反射取得并修改数组的信息
package org.xiaowu.reflect.demo;

import java.lang.reflect.Array;

public class TestReflect2 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] temp = { 1, 2, 3, 4, 5 };
        Class<?> demo = temp.getClass().getComponentType();
        System.out.println("数组类型： " + demo.getName());
        System.out.println("数组长度  " + Array.getLength(temp));
        System.out.println("数组的第一个元素: " + Array.get(temp, 0));
        Array.set(temp, 0, 100);
        System.out.println("修改之后数组第一个元素为： " + Array.get(temp, 0));
    }
}

//通过反射机制修改数组的大小
package org.xiaowu.reflect.demo;

import java.lang.reflect.Array;

public class TestReflect3 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        int[] temp = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
        int[] newTemp = (int[]) arrayInc(temp, 15);
        print(newTemp);
        String[] atr = { "a", "b", "c" };
        String[] str1 = (String[]) arrayInc(atr, 8);
        print(str1);
    }

    // 修改数组大小
    public static Object arrayInc(Object obj, int len) {
        Class<?> arr = obj.getClass().getComponentType();
        Object newArr = Array.newInstance(arr, len);
        int co = Array.getLength(obj);
        System.arraycopy(obj, 0, newArr, 0, co);
        return newArr;
    }

    // 打印
    public static void print(Object obj) {
        Class<?> c = obj.getClass();
        if (!c.isArray()) {
            return;
        }
        System.out.println("数组长度为： " + Array.getLength(obj));
        for (int i = 0; i < Array.getLength(obj); i++) {
            System.out.print(Array.get(obj, i) + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}

java反射在工厂模式中的应用
package org.xiaowu.reflect.demo;

    interface fruit {
        public abstract void eat();
    }

    class Apple implements fruit {
        public void eat() {
            System.out.println("Apple");
        }
    }
    class Orange implements fruit {
        public void eat() {
            System.out.println("Orange");
        }
    }
    class Factory {
        public static fruit getInstance(String ClassName) {
            fruit f = null;
            try {
                f = (fruit) Class.forName(ClassName).newInstance();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return f;
        }
    }
    /**
     * 对于普通的工厂模式当我们在添加一个子类的时候，就需要对应的修改工厂类。 当我们添加很多的子类的时候，会很麻烦。
     * Java 工厂模式可以参考
     * http://baike.xsoftlab.net/view/java-factory-pattern
     * 
     * 现在我们利用反射机制实现工厂模式，可以在不修改工厂类的情况下添加任意多个子类。
     * 
     * 但是有一点仍然很麻烦，就是需要知道完整的包名和类名，这里可以使用properties配置文件来完成。
     * 
     * java 读取 properties 配置文件 的方法可以参考
     * http://baike.xsoftlab.net/view/java-read-the-properties-configuration-file
     * 
     * @author xsoftlab.net
     */
        
        public class TestReflect4 {
            public static void main(String[] args) throws Exception {
                fruit f = Factory.getInstance("org.xiaowu.reflect.demo.Apple");
                if (f != null) {
                    f.eat();
                    System.out.println("-------------");
                }
            }
        }

4.为什么要使用反射？使用反射的好处？

        这样我们就可以获得类的各种内容，进行了反编译。对于JAVA这种先编译再运行的语言来说，反射机制可以使代码更加灵活，更加容易实现面向对象。

5.怎样使用反射？

方法关键字	含义
getDeclaredMethods()	获取所有的方法
getReturnType()	获得方法的放回类型
getParameterTypes()	获得方法的传入参数类型
getDeclaredMethod("方法名",参数类型.class,……)	获得特定的方法
构造方法关键字	含义
getDeclaredConstructors()	获取所有的构造方法
getDeclaredConstructor(参数类型.class,……)	获取特定的构造方法
父类和父接口	含义
getSuperclass()	获取某类的父类
getInterfaces()	获取某类实现的接口

6.反射在我们项目中的应用？

      配置文件---.properties,称作属性文件。通过反射读取里边的内容。这样代码是固定的，但是配置文件的内容我们可以改，这样使我们的代码灵活了很多！

思维导图：