Java リフレクション メカニズムの詳細な紹介

1. JAVA のリフレクション メカニズムとは何ですか (推奨: java ビデオ チュートリアル)

Java リフレクションは、Java が動的 (または準動的) とみなされます。 ) 言語の重要な特性。このメカニズムにより、プログラムは、実行時にリフレクション API を介して、その修飾子 (public、static など)、スーパークラス (Object など)、実装されたインターフェイス (オブジェクトなど) を含む、既知の名前を持つ任意のクラスの内部情報を取得できます。クローン可能)、フィールドおよびメソッドに関するすべての情報に加えて、フィールドの内容を変更したり、実行時にメソッドを呼び出したりすることができます。

Java リフレクション メカニズムを使用すると、プログラムは実行時のコンパイル中にまったく不明なクラスをロード、検出、使用できます。

言い換えると、Java は、名前が実行時にのみ判明するクラスをロードし、その完全な構造を取得できます。

2. JDK で提供されるリフレクション API

Java リフレクションに関連する API は、java.lang.reflect パッケージ内にあります。JDK 1.6.0 のリフレクト パッケージは次のとおりです。

#メンバー インターフェイスこのインターフェイスは、クラス メンバー (フィールドまたはメソッド) と後者のコンストラクターに関する情報を取得できます。 AccessibleObject クラス このクラスは、ドメイン オブジェクト、メソッド オブジェクト、およびコンストラクター オブジェクトの基本クラスです。これは、使用時にデフォルトの Java 言語アクセス制御チェックを抑制するものとして反映されたオブジェクトをマークする機能を提供します。 Array クラスこのクラスは、JAVA 配列を動的に生成してアクセスするためのメソッドを提供します。 コンストラクター クラス クラスのコンストラクターと、クラスのコンストラクターにアクセスするためのインターフェイスに関する情報を提供します。 フィールド クラス クラスのフィールド情報と、クラスのフィールドにアクセスするためのインターフェイスを提供します。 メソッド クラス クラスのメソッド情報と、クラスのメソッドにアクセスするためのインターフェイスを提供します。 修飾子クラス クラスとメンバーのアクセス修飾子をデコードするための静的メソッドと定数を提供します。 プロキシ クラス プロキシ クラスとクラス インスタンスを動的に生成するための静的メソッドを提供します。

3. JAVA リフレクション メカニズムはどのような機能を提供しますか?

Java リフレクション メカニズムは次の機能を提供します:

実行時にオブジェクトが属するクラスを決定します

実行時 任意のクラスのオブジェクトを構築します。

実行時に任意のクラスのメンバー変数とメソッドを判断します。

実行時に任意のオブジェクトのメソッドを呼び出します。

実行時新しいクラス オブジェクトを作成する場合

Java のリフレクション機能を使用する場合、まずそのクラスの Class オブジェクトを取得し、その後 Class オブジェクトを通じて他のオブジェクトを取得する必要があります。

ここでは、最初にテストに使用するクラスを定義します。

class Type{
    public int pubIntField;
    public String pubStringField;
    private int prvIntField;
     
    public Type(){
        Log("Default Constructor");
    }
     
    Type(int arg1, String arg2){
        pubIntField = arg1;
        pubStringField = arg2;
         
        Log("Constructor with parameters");
    }
     
    public void setIntField(int val) {
        this.prvIntField = val;
    }
    public int getIntField() {
        return prvIntField;
    }
     
    private void Log(String msg){
        System.out.println("Type:" + msg);
    }
}
 
class ExtendType extends Type{
    public int pubIntExtendField;
    public String pubStringExtendField;
    private int prvIntExtendField;
     
    public ExtendType(){
        Log("Default Constructor");
    }   
     
    ExtendType(int arg1, String arg2){      
        pubIntExtendField = arg1;
        pubStringExtendField = arg2;
         
        Log("Constructor with parameters");
    }
     
    public void setIntExtendField(int field7) {
        this.prvIntExtendField = field7;
    }
    public int getIntExtendField() {
        return prvIntExtendField;
    }
     
    private void Log(String msg){
        System.out.println("ExtendType:" + msg);
    }
}

1. クラスの Class オブジェクトを取得します。

Class クラスのインスタンスは、クラスとクラスを表します。実行中の Java アプリケーションのインターフェイス。クラスの Class オブジェクトを取得するには、さまざまな方法があります。

Call getClass:

Boolean var1 = true;
Class<?> classType2 = var1.getClass();
System.out.println(classType2);

Output: class java.lang.Boolean

Use .class 構文:

Class<?> classType4 = Boolean.class;
System.out.println(classType4);

出力: class java.lang.Boolean

静的メソッド Class.forName() を使用:

Class<?> classType5 = Class.forName("java.lang.Boolean");
System.out.println(classType5);

出力: class java.lang.Boolean

プリミティブ ラッパー クラスの TYPE 構文を使用します:

ここで返されるプリミティブ型は、Boolean.class

Class<?> classType3 = Boolean.TYPE;
System.out.println(classType3);

によって返されるものとは異なります。

出力: ブール値

2. クラスのフィールドの取得

リフレクション メカニズムを通じてクラスの属性を取得し、フィールドを変更できます。このクラスのインスタンスに対応するこのプロパティの値。 JAVA の Class クラスには、クラスの属性を取得するためのメソッドがいくつか用意されています。

##public Field getDeclaredField(String name)この Class オブジェクトによって表されるクラスまたはインターフェイスの指定された宣言されたフィールドを反映する Field オブジェクトを返しますpublic Field[] getDeclaredFields()この Class オブジェクトによって表されるクラスまたはインターフェイスによって宣言されたすべてのフィールドを反映する Field オブジェクトの配列を返します

Class<?> classType = ExtendType.class;
             
// 使用getFields获取属性
Field[] fields = classType.getFields();
for (Field f : fields)
{
    System.out.println(f);
}
 
System.out.println();
             
// 使用getDeclaredFields获取属性
fields = classType.getDeclaredFields();
for (Field f : fields)
{
    System.out.println(f);
}

输出：

public int com.quincy.ExtendType.pubIntExtendField

public java.lang.String com.quincy.ExtendType.pubStringExtendField

public int com.quincy.Type.pubIntField

public java.lang.String com.quincy.Type.pubStringField

public int com.quincy.ExtendType.pubIntExtendField

public java.lang.String com.quincy.ExtendType.pubStringExtendField

private int com.quincy.ExtendType.prvIntExtendField

可见getFields和getDeclaredFields区别：

getFields返回的是申明为public的属性，包括父类中定义，

getDeclaredFields返回的是指定类定义的所有定义的属性，不包括父类的。

3、获取类的Method

通过反射机制得到某个类的某个方法，然后调用对应于这个类的某个实例的该方法

Class类提供了几个方法获取类的方法。

public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)

返回一个 Method 对象，它反映此 Class 对象所表示的类或接口的指定公共成员方法

public Method[] getMethods()

返回一个包含某些 Method 对象的数组，这些对象反映此 Class 对象所表示的类或接口（包括那些由该类或接口声明的以及从超类和超接口继承的那些的类或接口）的公共 member 方法 

public Method getDeclaredMethod(String name,Class<?>... parameterTypes)

返回一个 Method 对象，该对象反映此 Class 对象所表示的类或接口的指定已声明方法

public Method[] getDeclaredMethods()

返回 Method 对象的一个数组，这些对象反映此 Class 对象表示的类或接口声明的所有方法，包括公共、保护、默认（包）访问和私有方法，但不包括继承的方法

// 使用getMethods获取函数 
Class<?> classType = ExtendType.class;
Method[] methods = classType.getMethods();
for (Method m : methods)
{
    System.out.println(m);
}
 
System.out.println();
 
// 使用getDeclaredMethods获取函数 
methods = classType.getDeclaredMethods();
for (Method m : methods)
{
    System.out.println(m);
}

输出：

public void com.quincy.ExtendType.setIntExtendField(int)

public int com.quincy.ExtendType.getIntExtendField()

public void com.quincy.Type.setIntField(int)

public int com.quincy.Type.getIntField()

public final native void java.lang.Object.wait(long) throws java.lang.InterruptedException

public final void java.lang.Object.wait() throws java.lang.InterruptedException

public final void java.lang.Object.wait(long,int) throws java.lang.InterruptedException

public boolean java.lang.Object.equals(java.lang.Object)

public java.lang.String java.lang.Object.toString()

public native int java.lang.Object.hashCode()

public final native java.lang.Class java.lang.Object.getClass()

public final native void java.lang.Object.notify()

public final native void java.lang.Object.notifyAll()

private void com.quincy.ExtendType.Log(java.lang.String)

public void com.quincy.ExtendType.setIntExtendField(int)

public int com.quincy.ExtendType.getIntExtendField()

4、获取类的Constructor

通过反射机制得到某个类的构造器，然后调用该构造器创建该类的一个实例 

Class类提供了几个方法获取类的构造器。

public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)

返回一个 Constructor 对象，它反映此 Class 对象所表示的类的指定公共构造方法

public Constructor<?>[] getConstructors()

返回一个包含某些 Constructor 对象的数组，这些对象反映此 Class 对象所表示的类的所有公共构造方法  

public Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes)

返回一个 Constructor 对象，该对象反映此 Class 对象所表示的类或接口的指定构造方法

public Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()

返回 Constructor 对象的一个数组，这些对象反映此 Class 对象表示的类声明的所有构造方法。它们是公共、保护、默认（包）访问和私有构造方法

// 使用getConstructors获取构造器  
Constructor<?>[] constructors = classType.getConstructors();
for (Constructor<?> m : constructors)
{
    System.out.println(m);
}
             
System.out.println();
             
// 使用getDeclaredConstructors获取构造器   
constructors = classType.getDeclaredConstructors();
for (Constructor<?> m : constructors)
{
    System.out.println(m);
}
 
输出：
public com.quincy.ExtendType()
 
public com.quincy.ExtendType()
com.quincy.ExtendType(int,java.lang.String)

5、新建类的实例

通过反射机制创建新类的实例，有几种方法可以创建

调用无自变量ctor：

1、调用类的Class对象的newInstance方法，该方法会调用对象的默认构造器，如果没有默认构造器，会调用失败.

Class<?> classType = ExtendType.class;
Object inst = classType.newInstance();
System.out.println(inst);

输出：

Type:Default Constructor

ExtendType:Default Constructor

com.quincy.ExtendType@d80be3

2、调用默认Constructor对象的newInstance方法

Class<?> classType = ExtendType.class;
Constructor<?> constructor1 = classType.getConstructor();
Object inst = constructor1.newInstance();
System.out.println(inst);

输出：

Type:Default Constructor

ExtendType:Default Constructor

com.quincy.ExtendType@1006d75

调用带参数ctor：

3、调用带参数Constructor对象的newInstance方法

Constructor<?> constructor2 =
classType.getDeclaredConstructor(int.class, String.class);
Object inst = constructor2.newInstance(1, "123");
System.out.println(inst);

输出：

Type:Default Constructor

ExtendType:Constructor with parameters

com.quincy.ExtendType@15e83f9

6、调用类的函数

通过反射获取类Method对象，调用Field的Invoke方法调用函数。

Class<?> classType = ExtendType.class;
Object inst = classType.newInstance();
Method logMethod = classType.<strong>getDeclaredMethod</strong>("Log", String.class);
logMethod.invoke(inst, "test");
 
输出：
Type:Default Constructor
ExtendType:Default Constructor
<font color="#ff0000">Class com.quincy.ClassT can not access a member of class com.quincy.ExtendType with modifiers "private"</font>
 
<font color="#ff0000">上面失败是由于没有权限调用private函数，这里需要设置Accessible为true;</font>
Class<?> classType = ExtendType.class;
Object inst = classType.newInstance();
Method logMethod = classType.getDeclaredMethod("Log", String.class);
<font color="#ff0000">logMethod.setAccessible(true);</font>
logMethod.invoke(inst, "test");

7、设置/获取类的属性值

通过反射获取类的Field对象，调用Field方法设置或获取值

Class<?> classType = ExtendType.class;
Object inst = classType.newInstance();
Field intField = classType.getField("pubIntExtendField");
intField.<strong>setInt</strong>(inst, 100);
    int value = intField.<strong>getInt</strong>(inst);

四、动态创建代理类

代理模式：代理模式的作用=为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

代理模式的角色：

抽象角色：声明真实对象和代理对象的共同接口

代理角色：代理角色内部包含有真实对象的引用，从而可以操作真实对象。

真实角色：代理角色所代表的真实对象，是我们最终要引用的对象。

动态代理：

java.lang.reflect.Proxy：    

Proxy 提供用于创建动态代理类和实例的静态方法，它还是由这些方法创建的所有动态代理类的超类

InvocationHandler：    

是代理实例的调用处理程序 实现的接口，每个代理实例都具有一个关联的调用处理程序。对代理实例调用方法时，将对方法调用进行编码并将其指派到它的调用处理程序的 invoke 方法。

动态Proxy是这样的一种类:

它是在运行生成的类，在生成时你必须提供一组Interface给它，然后该class就宣称它实现了这些interface。你可以把该class的实例当作这些interface中的任何一个来用。当然，这个Dynamic Proxy其实就是一个Proxy，它不会替你作实质性的工作，在生成它的实例时你必须提供一个handler，由它接管实际的工作。

在使用动态代理类时，我们必须实现InvocationHandler接口

步骤：

1、定义抽象角色

public interface Subject {
public void Request();
}

2、定义真实角色

public class RealSubject implements Subject {
@Override
public void Request() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("RealSubject");
}
}

3、定义代理角色

public class DynamicSubject implements InvocationHandler {
private Object sub;
public DynamicSubject(Object obj){
this.sub = obj;
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
throws Throwable {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("Method:"+ method + ",Args:" + args);
method.invoke(sub, args);
return null;
}
}

4、通过Proxy.newProxyInstance构建代理对象

RealSubject realSub = new RealSubject();
InvocationHandler handler = new DynamicSubject(realSub);
Class<?> classType = handler.getClass();
Subject sub = (Subject)Proxy.newProxyInstance(classType.getClassLoader(),
realSub.getClass().getInterfaces(), handler);
System.out.println(sub.getClass());

5、通过调用代理对象的方法去调用真实角色的方法。

sub.Request();

输出：

class $Proxy0 新建的代理对象，它实现指定的接口

Method:public abstract void DynamicProxy.Subject.Request(),Args:null

RealSubject 调用的真实对象的方法

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public Field getField(String name)	この Class オブジェクトによって表されるクラスまたはインターフェイスの指定されたパブリック メンバー フィールドを反映する Field オブジェクトを返します
public Field[] getFields()	この Class オブジェクトによって表されるクラスまたはインターフェイスのすべてのアクセス可能なプロパティを反映する特定の Field オブジェクトを含む配列を返します。 Public Field

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