• java反射机制初探


     

     最近和一位师兄交流了一下Java,真可谓是大有收获,让我好好的学习了一下javad的反射机制,同终于明白了spring等框架的一个基本实现的思想,那么今天就和大家分享一下java的反射机制。

        反射,reflection,听其名就像照镜子一样,可以看见自己也可以看见别人的每一部分。在java语言中这是一个很重要的特性。下面是来自sun公司官网关于反射的介绍: 

    Reflection is a feature in the Java programming language. It allows an executing Java program to examine or "introspect" upon itself, and manipulate internal properties of the program. For example, it's possible for a Java class to obtain the names of all its members and display them.

    The ability to examine and manipulate a Java class from within itself may not sound like very much, but in other programming languages this feature simply doesn't exist. For example, there is no way in a Pascal, C, or C++ program to obtain information about the functions defined within that program.

    One tangible use of reflection is in JavaBeans, where software components can be manipulated visually via a builder tool. The tool uses reflection to obtain the properties of Java components (classes) as they are dynamically loaded.

     

          那么解释一下就是,反射是java语言的一个特性,它允程序在运行时(注意不是编译的时候)来进行自我检查并且对内部的成员进行操作。例如它允许一个java的类获取他所有的成员变量和方法并且显示出来。这个能特定我们不常看到,但是在其他的比如C或者C++语言中很不就存在这个特性。一个常见的例子是在JavaBean中,一些组件可以通过一个构造器来操作。这个构造器就是用的反射在动态加载的时候来获取的java中类的属性的。

     

           反射的前传:类类型   Class Class                                                                                                                                     

         

       java中有一个类很特殊,就是Class类,很多朋友在写程序的时候有用过比如Apple.class来查看类型信息,大家就可以把它理解为封装了类的信息,很多解释说Class类没有构造器,其实是有的,只不过它的构造方法是private的(构造函数还有private的??有,这样是为了禁止开发者去自己创建Class类的实例)。我们可以看一下JDK中源码:

          

      注释很明确的告诉了我们,这个类是有JVM来创建的,所以我们就不用麻烦了。如果我们拿到一个类的类型信息,就可以利用反射获取其各种成员以及方法了。(注:Class 从JDK1.5版本后就开始更多为泛型服务了)那么我们怎么拿到一个类型的信息呢?假设我们有一个Role类:

    复制代码
     1 package yui;
    2
    3 /**
    4 * A base class having some attributes and methods
    5 * @author Octobershiner
    6 * @since 2012 3 17
    7 *
    8 * */
    10 public class Role {
    11
    12 private String name;
    13 private String type;
    14
    15 // Constructors
    16 public Role(){
    17 System.out.println("Constructor Role() is invoking");
    18 }
    19 //私有构造器
    20 private Role(String name){
    21 this.name = name;
    22 System.out.println("Constructor Role(String name) is invoking.");
    23 }
    24
    25 //get and set method
    26
    27 public String getName() {
    28 return name;
    29 }
    30 public void setName(String name) {
    31 this.name = name;
    32 }
    33 public String getType() {
    34 return type;
    35 }
    36 public void setType(String type) {
    37 this.type = type;
    38 }
    39
    40 //override the toString method to show the class
    41 @Override
    42 public String toString(){
    43 return "This is a role called "+this.name;
    44 }
    45
    46 }
    复制代码

      在没有对象实例的时候,主要有两种办法。

            //获得类类型的两种方式
    Class cls1 = Role.class;
    Class cls2 = Class.forName("yui.Role");

      注意第二种方式中,forName中的参数一定是完整的类名(包名+类名),并且这个方法需要捕获异常。现在得到cls1就可以创建一个Role类的实例了,利用Class的newInstance方法相当于调用类的默认的构造器

            Object o = cls1.newInstance(); //创建一个实例
    //Object o1 = new Role(); //与上面的方法等价

      这样就创建了一个对象,缺点是我们只能利用默认构造函数,因为Class的newInstance是不接受参数的,后面会讲到可接受参数的newInstance,第二,如果类的构造函数是private的,比如Class,我们仍旧不能实例化其对象。

       获取类的构造器                                                                                                                                                                       

         

      首先介绍一下Constructor类,这个类用来封装反射得到的构造器,Class有四个方法来获得Constructor对象

    • public Constructor<?>[] getConstructors()      返回类中所有的public构造器集合,默认构造器的下标为0
    • public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)   返回指定public构造器,参数为构造器参数类型集合
    • public Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()  返回类中所有的构造器,包括私有
    • public Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes) 返回任意指定的构造器
        从名字来看,还是很好懂的,带上Declared的都是获得所有的构造方法,包括私有,哈,这下我们就可以调用原本不允许调用的私有构造器了,看代码
     
    复制代码
     1         /**
    2 * 获取构造方法Constructor
    3 * getConstructor() only for public
    4 * getDeclaredConstructor() global access all
    5 *
    6 * */
    7
    8 //指定参数列表获取特定的方法
    9 Constructor con = cls1.getDeclaredConstructor(new Class[]{String.class});
    10 con.setAccessible(true); //设置可访问的权限
    11 Object obj = con.newInstance(new Object[]{"liyang"});
    12 System.out.println(obj); //打印一下这个对象的信息
    13
    14 //获取所有的构造方法集合
    15 Constructor con1[] = cls1.getDeclaredConstructors();
    16 con1[1].setAccessible(true);
    17 Object obj1 = con1[1].newInstance(new Object[]{"tom"});
    18 System.out.println(obj1);
    复制代码
      
      解释一下:第一个是获得一个指定的方法,我们指定了参数是一个String类型,第二段我们获得了所有的构造方法集合,并选取了其中一个创建了新的对象。注意这里Constructor的newInstance方法就可以设置参数了,与文章前面的同样的方法形成了对比。
      注意,以上的四个方法全部需要抛出异常,当我们获得私有的方法的时候,要用setAccessible设置一下可访问的权限,例子中没有演示获取共有方法,那个比较简单,就不做介绍了,其实掌握了上面两个,其他就好理解了。
     
    获取类的成员变量                                                                                                                                                                    
         
       了解了构造器,其实你可以猜到成员变量的获取方法了,成员变量用Field类进行封装。
           主要的方法非常的类似:
    • public Field getDeclaredField(String name)  获取任意指定名字的成员
    • public Field[] getDeclaredFields()             获取所有的成员变量
    • public Field getField(String name)           获取任意public成员变量
    • public Field[] getFields()                          获取所有的public成员变量
        可以看出这些方法都是异曲同工的,好了直接看一下例子吧
     
    复制代码
    1         /**
    2 * 获取成员变量Field
    3 * getField()
    4 * getDeclaredField()
    5 * */
    6 Field mem = cls1.getDeclaredField("name");
    7 mem.setAccessible(true);
    8 System.out.println("we get form field :"+mem.get(obj));
    9
    复制代码
      
      这是在访问私有变量,什么私有变量也可以访问??是的。。。。
         
          获取类的方法                                                                                                                                                                      
         
       我觉得你已经可以帮我写这一段了,封装类的方法的类是Method.获取method也有四个方法,猜到了没??
    • public Method[] getMethods()    获取所有的共有方法的集合
    • public Method getMethod(String name,Class<?>... parameterTypes) 获取指定公有方法 参数1:方法名 参数2:参数类型集合  
    • public Method[] getDeclaredMethods()  获取所有的方法
    • public Method getDeclaredMethod(String name,Class<?>... parameterTypes) 获取任意指定方法
           看下面的例子吧
       
    复制代码
    1         /**
    2 * 调用类的方法 Method
    3 * getMethod()
    4 * getDeclaredMethod()
    5 *
    6 * */
    7 Method f = cls1.getMethod("getName", null);
    8 Object name = f.invoke(obj, null);
    9 System.out.println("we invoke method : "+ name);
    复制代码
             
      这个很简单吧,无参的时候我们只要传null就行了。
     
    总结:                                                                                                                                                                                      
     
           以上就是反射机制的简单的使用,显然学过spring的朋友一定明白了,为什么可以通过配置文件就可以让我们获得指定的方法和变量,在我们创建对象的时候都是通过传进string实现的,就好像你需要什么,我们去为你生产,还有我们一直在用Object,这就说明java语言的动态特性,依赖性大大的降低了。
     
       请支持Java Taste 项目:https://github.com/octobershiner/Java-Taste
     
     
     
    作者:leeon
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