詳解Java反射的作用

Java的反射機制是Java特性之一，反射機制是建構框架技術的基礎所在。靈活掌握Java反射機制，對大家日後學習框架技術有很大的幫助。

那麼什麼是Java的反射呢？

       大家都知道，要讓Java程式能夠運作，那就得讓Java類別要被Java虛擬機器載入。 Java類別如果不被Java虛擬機器加載，是不能正常運作的。現在我們執行的所有的程式都是在編譯期的時候就已經知道你所需要的那個類別的程式都已經載入了。

Java的反射機制是在編譯並不確定是哪個類別被載入了，而是在程式運作的時候才載入、探知、自審。使用在編譯期並不知道的類別。這樣的特點就是反射。

那麼Java反射有什麼作用呢？

假如我們有兩個程式設計師，一個程式設計師在寫程式的時候，需要使用第二個程式設計師所寫的類，但第二個程式設計師並沒完成他所寫的類別。那麼第一個程式設計師的程式碼能否通過編譯呢？這是不能通過編譯的。利用Java反射的機制，就可以讓第一個程式設計師在沒有得到第二個程式設計師所寫的類別的時候，來完成自身程式碼的編譯。

Java的反射機制它知道類別的基本結構，這種對Java類別結構探知的能力，我們稱為Java類別的「自審」。大家都用過Jcreator和eclipse。當我們建構出一個物件的時候，去呼叫該物件的方法和屬性的時候。一按點，編譯工具就會自動的把該物件能夠使用的所有的方法和屬性全部都列出來，供使用者進行選擇。這就是利用了Java反射的原理，是對我們創造物件的探知、自審。

Class類別

#       使用上#Java反射機制就得使用java.lang.Class這個類別。它是Java反射機制的起源。當一個類別被載入以後，Java虛擬機器就會自動產生一個Class物件。透過這個Class物件我們就能獲得載入到虛擬機器當中這個Class物件對應的方法、成員、建構方法的宣告與定義等資訊。

反射API

#       u反射API用於反應在目前Java虛擬機器中的類別、介面或物件資訊

u功能
—取得一個物件的類別資訊.

       —取得一個類別的存取修飾符、成員、方法、建構方法、超類別的資訊.

       —檢獲屬於一個介面的常數和方法宣告.

       —創造一個直到程式運作期間才知道名字的類別的實例.

       —取得並設定一個物件的成員，甚至這個成員的名字是
   在程式運作期間才知道.

       —偵測一個在運作期間才知道名字的物件的方法

       利用Java靈活的對已經載入到Java虛擬機器當中的類別資訊進行偵測。當然這種檢測在對運作的效能上會有些減弱，所以什麼時候使用反射，就要靠業務的需求、大小，以及經驗的累積來決定。

       那麼如何利用反射API在運作的時候就知道一個類別的資訊呢？

程式碼範例：

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import javax.swing.JOptionPane;
/**
  *本类用于测试反射API，利用用户输入类的全路径，
*找到该类所有的成员方法和成员属性
  */
public class MyTest {
     /**
     *构造方法
     */
    public MyTest(){
       String classInfo=JOptionPane.showInputDialog(null,"输入类全路径");//要求用户输入类的全路径
       try {
           Class cla=Class.forName(classInfo);//根据类的全路径进行类加载，返回该类的Class对象
          
           Method[] method=cla.getDeclaredMethods();//利用得到的Class对象的自审，返回方法对象集合
          
           for(Method me:method){//遍历该类方法的集合
              System.out.println(me.toString());//打印方法信息
           }
          
           System.out.println("********");
          
           Field[] field=cla.getDeclaredFields();//利用得到的Class对象的自审，返回属性对象集合
           for(Field me:field){ //遍历该类属性的集合
              System.out.println(me.toString());//打印属性信息
           }
       } catch (ClassNotFoundException e) {
           e.printStackTrace();
       }
    }
    public static void main(String[] args) {
       new MyTest();
    }
}

運行的時候，我們輸入javax.swing.JFrame，那麼執行結果如下：

public void javax.swing.JFrame.remove(java.awt.Component)

public void javax.swing.JFrame.update(java.awt.Graphics )

…………

********

public static final int javax.swing.JFrame.EXIT_ON_CLOSE

private int javax.swing.JFrame.defaultCloseOperation

…………

    大家可以发现，类的全路径是在程序运行的时候，由用户输入的。所以虚拟机事先并不知道所要加载类的信息，这就是利用反射机制来对用户输入的类全路径来对类自身的一个自审。从而探知该类所拥有的方法和属性。

通过上面代码，大家可以知道编译工具为什么能够一按点就能列出用户当前对象的属性和方法了。它是先获得用户输入对象的字符串，然后利用反射原理来对这样的类进行自审，从而列出该类的方法和属性。

使用反射机制的步骤：

u导入java.lang.relfect 包

u遵循三个步骤
第一步是获得你想操作的类的 java.lang.Class 对象
第二步是调用诸如 getDeclaredMethods 的方法
第三步使用 反射API 来操作这些信息

获得Class对象的方法

u如果一个类的实例已经得到，你可以使用

       【Class c = 对象名.getClass(); 】

      例： TextField t = new TextField();

              Class c = t.getClass();

              Class s = c.getSuperclass();

u如果你在编译期知道类的名字，你可以使用如下的方法

Class c = java.awt.Button.class; 
或者

         Class c = Integer.TYPE;

u如果类名在编译期不知道, 但是在运行期可以获得, 你可以使用下面的方法

          Class c = Class.forName(strg);

   这样获得Class类对象的方法，其实是利用反射API把指定字符串的类加载到内存中，所以也叫类加载器加载方法。这样的话，它会把该类的静态方法和静态属性，以及静态代码全部加载到内存中。但这时候，对象还没有产生。所以为什么静态方法不能访问非静态属性和方法。因为静态方法和属性产生的时机在非静态属性和方法之前。

代码示例：

package  com;
 
public class MyTest {
    public static void main(String[] args) {
       TestOne  one=null;
       try{
       Class  cla=Class.forName("com.TestOne");//进行com.TestOne类加载，返回一个Class对象
       System.out.println("********");
       one=(TestOne)cla.newInstance();//产生这个Class类对象的一个实例，调用该类无参的构造方法，作用等同于new TestOne()
       }catch(Exception e){
           e.printStackTrace();
       }
       TestOne two=new TestOne();
  System.out.println(one.getClass() == two.getClass());//比较两个TestOne对象的Class对象是否是同一个对象，在这里结果是true。说明如果两个对象的类型相同，那么它们会有相同的Class对象
    }
}
 
class TestOne{
    static{
       System.out.println("静态代码块运行");
    }
    TestOne(){
       System.out.println("构造方法");
    }
}

  以上代码过行的结果是：

静态代码块运行

***********

构造方法

构造方法

代码分析：

在进行Class.forName("com.TestOne")的时候，实际上是对com.TestOne进行类加载，这时候，会把静态属性、方法以及静态代码块都加载到内存中。所以这时候会打印出"静态代码块运行"。但这时候，对象却还没有产生。所以"构造方法"这几个字不会打印。当执行cla.newInstance()的时候，就是利用反射机制将Class对象生成一个该类的一个实例。这时候对象就产生了。所以打印"构造方法"。当执行到TestOne two=new TestOne()语句时，又生成了一个对象。但这时候类已经加载完毕，静态的东西已经加载到内存中，而静态代码块只执行一次，所以不用再去加载类，所以只会打印"构造方法"，而"静态代码块运行"不会打印。

反射机制不但可以例出该类对象所拥有的方法和属性，还可以获得该类的构造方法及通过构造方法获得实例。也可以动态的调用这个实例的成员方法。

代码示例：

package reflect;
 
import java.lang.reflect.Constructor;
 
 
/**
 *
 * 本类测试反射获得类的构造器对象，
 * 并通过类构造器对象生成该类的实例
 *
 */
public class ConstructorTest {
 
    public static void main(String[] args) {
       try {
           //获得指定字符串类对象
           Class cla=Class.forName("reflect.Tests");
           //设置Class对象数组，用于指定构造方法类型
           Class[] cl=new Class[]{int.class,int.class};
          
           //获得Constructor构造器对象。并指定构造方法类型
           Constructor con=cla.getConstructor(cl);
          
           //给传入参数赋初值
           Object[] x={new Integer(33),new Integer(67)};
          
           //得到实例
           Object obj=con.newInstance(x);
       } catch (Exception e) {
           e.printStackTrace();
       }
    }
 
}
 
class Tests{
    public Tests(int x,int y){
       System.out.println(x+"    "+y);
    }
}

运行的结果是” 33    67”。说明我们已经生成了Tests这个类的一个对象。 

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