Java中有關反射機制的深入理解

這篇文章主要介紹了Java反射機制深入理解的相關資料,希望透過本文大家能理解這部分內容，需要的朋友可以參考下

Java反射機制深入理解

一.概念　　

#就是反射Java的各種成分對應成對應的Java類別。

Class類別的建構方法是private，由JVM建立。

反射是java語言的特性，它允程式在執行時（注意不是編譯的時候）來進行自我檢查並且對內部的成員進行操作。例如它允許一個java的類別取得他所有的成員變數和方法並且顯示出來。 Java 的這項能力在實際應用上也許用得不是很多，但是在其它的程式設計語言中根本就不存在這一特性。例如，Pascal、C 或 C++ 中就沒有辦法在程式中取得函數定義相關的資訊。 （取自Sun）

JavaBean 是 reflection 的實際應用之一，它能讓一些工具視覺化的操作軟體元件。這些工具透過 reflection 動態的載入並取得 Java 元件(類別) 的屬性。

反射是從1.2就有的，後面的三大框架都會用到反射機制,牽涉到類別」Class”,無法直接new CLass()，其物件是記憶體裡的一份字節碼.　　

Class 類別的實例表示正在執行的Java 應用程式中的類別和介面。枚舉是一種類，註解是一種介面。每個數組屬於被映射為 Class 物件的一個類，所有具有相同元素類型和維數的數組都共用該 Class 物件。基本的 Java型別（boolean、byte、char、short、int、long、float 和 double）和關鍵字 void 也表示為 Class 物件。 Class 沒有公共構造方法。 Class 物件是在載入類別時由 Java 虛擬機器以及透過呼叫類別載入器中的 defineClass 方法自動建構的。

 Person p1 = new Person();
 //下面的这三种方式都可以得到字节码
 CLass c1 = Date.class();
 p1.getClass(); 
 //若存在则加载，否则新建,往往使用第三种,类的名字在写源程序时不需要知道，到运行时再传递过来
 Class.forName("java.lang.String");

CLass.forName()字節碼已經載入到java虛擬機器中，去得到字節碼；java虛擬機中還沒有產生字節碼用類加載器進行加載，加載的字節碼緩衝到虛擬機器中。　

考慮下面這個簡單的例子，讓我們看看 reflection 是如何運作的。

import java.lang.reflect.*; 

public class DumpMethods { 
  public static void main(String args[]) { 
   try { 
      Class c = Class.forName("java.util.Stack"); 

      Method m[] = c.getDeclaredMethods(); 

      for (int i = 0; i < m.length; i++) 
        System.out.println(m[i].toString()); 
   } 
   catch (Throwable e){ 
      System.err.println(e); 
   } 
  } 
}

 public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.pop() 
 public java.lang.Object java.util.Stack.push(java.lang.Object) 
 public boolean java.util.Stack.empty() 
 public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.peek() 
 public synchronized int java.util.Stack.search(java.lang.Object)

這樣就列出了java.util.Stack 類別的各方法名稱以及它們的限制符和傳回型別。這個程式使用 Class.forName 載入指定的類，然後呼叫 getDeclaredMethods 來取得這個類別中定義了的方法清單。 java.lang.reflect.Methods 是用來描述某個類別中單一方法的類別。

以下範例使用Class 物件來顯示物件的類別名稱：

 void printClassName(Object obj) {
     System.out.println("The class of " + obj +
               " is " + obj.getClass().getName());
   }

也可以使用一個類別字面值（JLS Section 15.8.2）來取得指定類型（或void）的Class 物件。例如：

System.out.println("The name of class Foo is: "+Foo.class.getName());

在沒有物件實例的時候，主要有兩種辦法。

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

注意第二種方式中，forName中的參數一定是完整的類別名稱（套件名稱+類別名稱），而這個方法需要擷取例外。現在得到cls1就可以建立一個Role類別的實例了，利用Class的newInstance方法相當於呼叫類別的預設的建構器。

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

二.常用方法

#1.isPrimitive(判斷是否為基本型別的字節碼)

public class TestReflect {
  public static void main(String[] args) {
    // TODO Auto-generated method stub
    String str = "abc";
    Class cls1 = str.getClass();
    Class cls2 = String.class;
    Class cls3 = null;//必须要加上null
    try {
      cls3 = Class.forName("java.lang.String");
    } catch (ClassNotFoundException e) {
      // TODO Auto-generated catch block
      e.printStackTrace();
    }
    System.out.println(cls1==cls2);
    System.out.println(cls1==cls3);

    System.out.println(cls1.isPrimitive());
    System.out.println(int.class.isPrimitive());//判定指定的 Class 对象是否表示一个基本类型。
    System.out.println(int.class == Integer.class);
    System.out.println(int.class == Integer.TYPE);
    System.out.println(int[].class.isPrimitive());
    System.out.println(int[].class.isArray());
  }
}
/*
 * true
true
false
true
false
true
false
true

 */
*/

2.getConstructor和getConstructors()

java中建構方法沒有先後順序，透過型別和參數個數來區分。

/**
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 */
public class TestReflect {
  public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException {
    // TODO Auto-generated method stub
    String str = "abc";

    System.out.println(String.class.getConstructor(StringBuffer.class));
  }
}

3.Filed類別代表某一類別中的一個成員變數。

import java.lang.reflect.Field;
public class TestReflect {
  public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
    ReflectPointer rp1 = new ReflectPointer(3,4);
    Field fieldx = rp1.getClass().getField("x");//必须是x或者y
    System.out.println(fieldx.get(rp1));

    /*
     * private的成员变量必须使用getDeclaredField，并setAccessible(true),否则看得到拿不到
     */
    Field fieldy = rp1.getClass().getDeclaredField("y");
    fieldy.setAccessible(true);//暴力反射
    System.out.println(fieldy.get(rp1));

  }
}

class ReflectPointer {

  public int x = 0;
  private int y = 0;

  public ReflectPointer(int x,int y) {//alt + shift +s相当于右键source
    super();
    // TODO Auto-generated constructor stub
    this.x = x;
    this.y = y;
  }
}

三.典型範例

#1.將所有String類型的成員變數裡的b改成a 。

import java.lang.reflect.Field;
public class TestReflect {
  public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
    ReflectPointer rp1 = new ReflectPointer(3,4);
    changeBtoA(rp1);
    System.out.println(rp1);

  }

  private static void changeBtoA(Object obj) throws RuntimeException, Exception {
    Field[] fields = obj.getClass().getFields();

    for(Field field : fields) {
      //if(field.getType().equals(String.class))
      //由于字节码只有一份,用equals语义不准确
      if(field.getType()==String.class) {
        String oldValue = (String)field.get(obj);
        String newValue = oldValue.replace('b', 'a');
        field.set(obj,newValue);
      }
    }
  }
}

class ReflectPointer {

  private int x = 0;
  public int y = 0;
  public String str1 = "ball";
  public String str2 = "basketball";
  public String str3 = "itcat";

  public ReflectPointer(int x,int y) {//alt + shift +s相当于右键source
    super();
    // TODO Auto-generated constructor stub
    this.x = x;
    this.y = y;
  }

  @Override
  public String toString() {
    return "ReflectPointer [str1=" + str1 + ", str2=" + str2 + ", str3="
        + str3 + "]";
  }
}

2.寫一個程式根據使用者提供的類別名，呼叫該類別的里的main方法。

為什麼要用反射的方式呢？

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
/**
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 */
public class TestReflect {
  public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
    String str = args[0];
    /*
     * 这样会数组角标越界，因为压根没有这个字符数组
     * 需要右键在run as-configurations-arguments里输入b.Inter（完整类名）
     * 
     */
    Method m = Class.forName(str).getMethod("main",String[].class);
    //下面这两种方式都可以,main方法需要一个参数

    m.invoke(null, new Object[]{new String[]{"111","222","333"}});
    m.invoke(null, (Object)new String[]{"111","222","333"});//这个可以说明，数组也是Object
    /*
     * m.invoke(null, new String[]{"111","222","333"})
     * 上面的不可以,因为java会自动拆包
     */
  }
}

class Inter {
  public static void main(String[] args) {
    for(Object obj : args) {
      System.out.println(obj);
    }
  }
}

3.模擬instanceof 運算子

class S { 
}  

public class IsInstance { 
  public static void main(String args[]) { 
   try { 
      Class cls = Class.forName("S"); 
      boolean b1 = cls.isInstance(new Integer(37)); 
      System.out.println(b1); 
      boolean b2 = cls.isInstance(new S()); 
      System.out.println(b2); 
   } 
   catch (Throwable e) { 
      System.err.println(e); 
   } 
  } 
}

在這個範例中建立了一個S 類別的Class 對象，然後檢查一些物件是否是S的實例。 Integer(37) 不是，但 new S()是。

四.Method類別

代表類別（不是物件）中的某一方法。

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
/*
 * 人在黑板上画圆，涉及三个对象,画圆需要圆心和半径，但是是私有的，画圆的方法
 * 分配给人不合适。Java学习交流QQ群：589809992 我们一起学Java！
 * 
 * 司机踩刹车，司机只是给列车发出指令，刹车的动作还需要列车去完成。
 * 
 * 面试经常考面向对象的设计，比如人关门，人只是去推门。
 * 
 * 这就是专家模式：谁拥有数据，谁就是专家,方法就分配给谁
 */
public class TestReflect {
  public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
    String str = "shfsfs";
    //包开头是com表示是sun内部用的，java打头的才是用户的
    Method mtCharAt = String.class.getMethod("charAt", int.class);
    Object ch = mtCharAt.invoke(str,1);//若第一个参数是null，则肯定是静态方法
    System.out.println(ch);

    System.out.println(mtCharAt.invoke(str, new Object[]{2}));//1.4语法

  }

}

五.陣列的反射

Array工具類別用於完成陣列的反射運算。

同類型同緯度有相同的字節碼。

int.class和Integer.class不是同一份字節碼，Integer.TYPE，TYPE代表包裝類別對應的基本類別的字節碼int.class==Integer.TYPE

import java.util.Arrays;

/*
 * 从这个例子看出即便字节码相同但是对象也不一定相同,根本不是一回事
 * 
 */
public class TestReflect {
  public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
    int[] a = new int[3];
    int[] b = new int[]{4,5,5};//直接赋值后不可以指定长度，否则ＣＥ
    int[][] c = new int[3][2];
    String[] d = new String[]{"jjj","kkkk"};
    System.out.println(a==b);//false
    System.out.println(a.getClass()==b.getClass());//true
    //System.out.println(a.getClass()==d.getClass());  //比较字节码a和cd也没法比
    System.out.println(a.getClass());//输出class [I
    System.out.println(a.getClass().getName());//输出[I,中括号表示数组，I表示整数

    System.out.println(a.getClass().getSuperclass());//输出class java.lang.Object
    System.out.println(d.getClass().getSuperclass());//输出class java.lang.Object

    //由于父类都是Object,下面都是可以的
    Object obj1 = a;//不可是Object[]
    Object obj2 = b;
    Object[] obj3 = c;//基本类型的一位数组只可以当做Object，非得还可以当做Object[]
    Object obj4 = d;

    //注意asList处理int[]和String[]的区别
    System.out.println(Arrays.asList(b));//1.4没有可变参数，使用的是数组,[[I@1bc4459]
    System.out.println(Arrays.asList(d));//[jjj, kkkk]

  }
}

六.結束語　

#

以上就是反射機制的簡單的使用，顯然學過spring的朋友一定明白了，為什麼可以通過配置文件就可以讓我們獲得指定的方法和變量，在我們創建對象的時候都是通過傳進string實現的，就好像你需要什麼，我們去為你生產，還有我們一直在用Object,這就說明java語言的動態特性，依賴性大大的降低了。

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