Java反射

張紅新發(fā)布于2019-08-14 11:55 / 2428人閱讀

摘要：中的反射反射能夠分析類(lèi)所擁有的能力的程序稱(chēng)為反射。獲取類(lèi)的名稱(chēng)獲取類(lèi)的修飾符獲取類(lèi)所在的包獲取父類(lèi)的屬性獲取類(lèi)的構(gòu)造器等等獲得的構(gòu)造器的使用獲取構(gòu)造器有兩種方法。

Java中的反射

反射：能夠分析類(lèi)所擁有的能力的程序稱(chēng)為反射。

反射的作用

當(dāng)我們?cè)谑褂靡粋€(gè)已有的類(lèi)的時(shí)候，在主代碼的main()方法中使用別的已有的類(lèi)的時(shí)候，如果被使用的類(lèi)發(fā)生了改變，那么導(dǎo)致我們的main()方法中也要修改大量的代碼，以適應(yīng)被使用的類(lèi)的修改。這個(gè)時(shí)候，如果在main()方法使用了反射(reflect)，那么就可以通過(guò)被使用的類(lèi)的名字來(lái)獲取這個(gè)被使用的類(lèi)的所有情況(方法、Field等)，這樣就不必修改我們的主程序了。只需在被使用類(lèi)的配置文件中寫(xiě)上被使用類(lèi)的名字，在mian()方法中通過(guò)讀取這個(gè)配置文件獲得這個(gè)被使用類(lèi)的名字即可通過(guò)反射的方法使用這個(gè)類(lèi)。即使修改了要使用的類(lèi)的名字或者實(shí)現(xiàn)，所有的修改也只體現(xiàn)在這個(gè)類(lèi)的配置文件中，將需要修改的地方減至最少，提升了類(lèi)的可擴(kuò)展性。
反射作用使用示例：
被使用類(lèi)與使用類(lèi)：

import java.io.*;
    interface eatable
    {
        public void eat();
    }
    class person implements eatable
    {   
        public void eat()
        {
            System.out.println("person EAT");
        }
    }

    class animal implements eatable
    {   
        public void eat()
        {
            System.out.println("animal EAT");
        }
    }

    public class ClassTest
    {
        public static void main(String[] args)throws Exception
        {
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream(new File("file.txt")) ));
            Class className = Class.forName(br.readLine());

            //使用了anima類(lèi)
            eatable ea= (eatable)className.newInstance(); 
            ea.eat();
        }
    }

被使用類(lèi)的配置文件：file.txt

animal

各種框架里面大量使用了反射，但是只對(duì)用戶暴露了類(lèi)名與該類(lèi)的配置文件，防止被修改。

Java類(lèi)的class屬性

程序運(yùn)行的時(shí)候，每一個(gè)類(lèi)(如Person類(lèi))在加載的時(shí)候，JVM都會(huì)為這個(gè)類(lèi)創(chuàng)建一個(gè)static的class成員屬性，這個(gè)class屬性里面記載的都是這個(gè)程序里面所有Person類(lèi)對(duì)象的信息。
同時(shí)我們可以通過(guò)Person類(lèi)的class屬性獲得這個(gè)Person類(lèi)的所有情況，如：Person類(lèi)里面的所有方法對(duì)象，Person類(lèi)里面的所有屬性，Person類(lèi)里面的所有構(gòu)造方法對(duì)象。
這個(gè)class屬性的類(lèi)型就是Class.

獲取類(lèi)的Class對(duì)象。
Java中的所有類(lèi)型包括基本類(lèi)型(int, long, float等等)，即使是數(shù)組都有與之關(guān)聯(lián)的Class類(lèi)的對(duì)象。

如果你在編譯期知道一個(gè)類(lèi)的名字的話，那么你可以使用如下的方式獲取一個(gè)類(lèi)的Class對(duì)象:

Class myObjectClass = MyObject.class;

如果你在編譯期不知道類(lèi)的名字，但是你可以在運(yùn)行期獲得到類(lèi)名的字符串,那么你則可以這么做來(lái)獲取Class對(duì)象:

String className = ... ;//在運(yùn)行期獲取的類(lèi)名字符串
Class class = Class.forName(className);

在使用Class.forName()方法時(shí)，你必須提供一個(gè)類(lèi)的全名，這個(gè)全名包括類(lèi)所在的包的名字。例如MyObject類(lèi)位于com.jenkov.myapp包，那么他的全名就是com.jenkov.myapp.MyObject。

類(lèi)的class屬性的作用

用于動(dòng)態(tài)獲取類(lèi)中的成員：
1. 可以獲取這個(gè)類(lèi)的所有方法對(duì)象(注意：Java中一切都是對(duì)象，包括方法，一個(gè)類(lèi)中的成員，即使連方法也是對(duì)象。) 可以通過(guò)這個(gè)方法對(duì)象來(lái)使這個(gè)方法被執(zhí)行，將一個(gè)類(lèi)對(duì)象作為方法對(duì)象的參數(shù)傳入即可。
2. 也可以獲取這個(gè)類(lèi)的所有成員。
3. 獲取類(lèi)的名稱(chēng)
4. 獲取類(lèi)的修飾符
5. 獲取類(lèi)所在的包
6. 獲取父類(lèi)的class屬性
7. 獲取類(lèi)的構(gòu)造器
等等

獲得的構(gòu)造器的使用

獲取構(gòu)造器有兩種方法。

獲取構(gòu)造器的參數(shù)

使用構(gòu)造器來(lái)創(chuàng)建類(lèi)對(duì)象

訪問(wèn)類(lèi)的私有變量即私有方法

訪問(wèn)私有變量

要想獲取私有變量你可以調(diào)用Class.getDeclaredField(String name)方法或者Class.getDeclaredFields()方法。Class.getField(String name)和Class.getFields()只會(huì)返回公有的變量，無(wú)法獲取私有變量。下面例子定義了一個(gè)包含私有變量的類(lèi)，在它下面是如何通過(guò)反射獲取私有變量的例子：

public class PrivateObject {
  private String privateString = null;
  public PrivateObject(String privateString) {
  this.privateString = privateString;
  }
}
PrivateObject privateObject = new PrivateObject("The Private Value");
Field privateStringField = PrivateObject.class.
getDeclaredField("privateString");
privateStringField.setAccessible(true);
String fieldValue = (String) privateStringField.get(privateObject);
System.out.println("fieldValue = " + fieldValue);

這個(gè)例子會(huì)輸出”fieldValue = The Private Value”，The Private Value是PrivateObject實(shí)例的privateString私有變量的值，注意調(diào)用 PrivateObject.class.getDeclaredField(“privateString”)方法會(huì)返回一個(gè)私有變量，這個(gè)方法返回的變量是定義在PrivateObject類(lèi)中的而不是在它的父類(lèi)中定義的變量。注意privateStringField.setAccessible(true)這行代碼，通過(guò)調(diào)用setAccessible()方法會(huì)關(guān)閉指定類(lèi)Field實(shí)例的反射訪問(wèn)檢查，這行代碼執(zhí)行之后不論是私有的、受保護(hù)的以及包訪問(wèn)的作用域，你都可以在任何地方訪問(wèn)，即使你不在他的訪問(wèn)權(quán)限作用域之內(nèi)。但是你如果你用一般代碼來(lái)訪問(wèn)這些不在你權(quán)限作用域之內(nèi)的代碼依然是不可以的，在編譯的時(shí)候就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

訪問(wèn)私有方法

訪問(wèn)一個(gè)私有方法你需要調(diào)用 Class.getDeclaredMethod(String name, Class[] parameterTypes)或者Class.getDeclaredMethods() 方法。 Class.getMethod(String name, Class[] parameterTypes)和Class.getMethods()方法，只會(huì)返回公有的方法，無(wú)法獲取私有方法。下面例子定義了一個(gè)包含私有方法的類(lèi)，在它下面是如何通過(guò)反射獲取私有方法的例子：

public class PrivateObject {
  private String privateString = null;
  public PrivateObject(String privateString) {
this.privateString = privateString;
  }
  private String getPrivateString(){
return this.privateString;
  }
}
PrivateObject privateObject = new PrivateObject("The Private Value");
Method privateStringMethod = PrivateObject.class.
getDeclaredMethod("getPrivateString", null);
privateStringMethod.setAccessible(true);
String returnValue = (String)
privateStringMethod.invoke(privateObject, null);
System.out.println("returnValue = " + returnValue);

這個(gè)例子會(huì)輸出”returnValue = The Private Value”，The Private Value是PrivateObject實(shí)例的getPrivateString()方法的返回值。
PrivateObject.class.getDeclaredMethod(“privateString”)方法會(huì)返回一個(gè)私有方法，這個(gè)方法是定義在PrivateObject類(lèi)中的而不是在它的父類(lèi)中定義的。
同樣的，注意Method.setAcessible(true)這行代碼，通過(guò)調(diào)用setAccessible()方法會(huì)關(guān)閉指定類(lèi)的Method實(shí)例的反射訪問(wèn)檢查，這行代碼執(zhí)行之后不論是私有的、受保護(hù)的以及包訪問(wèn)的作用域，你都可以在任何地方訪問(wèn)，即使你不在他的訪問(wèn)權(quán)限作用域之內(nèi)。但是你如果你用一般代碼來(lái)訪問(wèn)這些不在你權(quán)限作用域之內(nèi)的代碼依然是不可以的，在編譯的時(shí)候就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

#Java中的注解

例如：在重寫(xiě)一個(gè)方法的時(shí)候，在方法上面加上@Override，在編譯階段就保證編譯成功。這就是注解(Anotation)的作用，這是和注釋不一樣的。
Anotation是一個(gè)接口，Override之類(lèi)的都是它的實(shí)現(xiàn)類(lèi)。
獲取注解對(duì)象只有一種方法：反射。

反射與數(shù)組

使用反射技術(shù)創(chuàng)建數(shù)組

int[] intArray = (int[]) Array.newInstance(int.class, 3);

這個(gè)例子創(chuàng)建一個(gè)int類(lèi)型的數(shù)組。Array.newInstance()方法的第一個(gè)參數(shù)表示了我們要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)什么類(lèi)型的數(shù)組。第二個(gè)參數(shù)表示了這個(gè)數(shù)組的空間是多大。

使用反射技術(shù)訪問(wèn)數(shù)組內(nèi)的內(nèi)容
具體可以使用Array.get(…)和Array.set(…)方法來(lái)訪問(wèn)數(shù)組內(nèi)的內(nèi)容。下面是一個(gè)例子：

int[] intArray = (int[]) Array.newInstance(int.class, 3);
Array.set(intArray, 0, 123);
Array.set(intArray, 1, 456);
Array.set(intArray, 2, 789);
System.out.println("intArray[0] = " + Array.get(intArray, 0));
System.out.println("intArray[1] = " + Array.get(intArray, 1));
System.out.println("intArray[2] = " + Array.get(intArray, 2));

獲取數(shù)組對(duì)象的class屬性
如果不通過(guò)反射的話你可以這樣來(lái)獲取數(shù)組的Class對(duì)象：
>
Class stringArrayClass = String[].class;

如果使用Class.forName()方法來(lái)獲取數(shù)組的Class對(duì)象則不是那么簡(jiǎn)單。比如你可以像這樣來(lái)獲得一個(gè)原生數(shù)據(jù)類(lèi)型（primitive）int數(shù)組的Class對(duì)象：
>
Class intArray = Class.forName("[I");

在JVM中字母I代表int類(lèi)型，左邊的‘[’代表我想要的是一個(gè)int類(lèi)型的數(shù)組，這個(gè)規(guī)則同樣適用于其他的原生數(shù)據(jù)類(lèi)型。
對(duì)于普通對(duì)象類(lèi)型的數(shù)組有一點(diǎn)細(xì)微的不同：

Class stringArrayClass = Class.forName("[Ljava.lang.String;");

注意‘[L’的右邊是類(lèi)名，類(lèi)名的右邊是一個(gè)‘;’符號(hào)。這個(gè)的含義是一個(gè)指定類(lèi)型的數(shù)組。

獲取普通原生數(shù)據(jù)類(lèi)型的class屬性
需要注意的是，你不能通過(guò)Class.forName()方法獲取一個(gè)原生數(shù)據(jù)類(lèi)型的Class對(duì)象。下面這兩個(gè)例子都會(huì)報(bào)ClassNotFoundException：

Class intClass1 = Class.forName("I");
Class intClass2 = Class.forName("int");
通常會(huì)用下面這個(gè)方法來(lái)獲取普通對(duì)象以及原生對(duì)象的Class對(duì)象：

public Class getClass(String className){
if("int" .equals(className)) return int.class;
if("long".equals(className)) return long.class;
...
return Class.forName(className);
}

一旦你獲取了類(lèi)型的Class對(duì)象，你就有辦法輕松的獲取到它的數(shù)組的Class對(duì)象，你可以通過(guò)指定的類(lèi)型創(chuàng)建一個(gè)空的數(shù)組，然后通過(guò)這個(gè)空的數(shù)組來(lái)獲取數(shù)組的Class對(duì)象。這樣做有點(diǎn)討巧，不過(guò)很有效。如下例：

Class theClass = getClass(theClassName);
Class stringArrayClass = Array.newInstance(theClass, 0).getClass();

這是一個(gè)特別的方式來(lái)獲取指定類(lèi)型的指定數(shù)組的Class對(duì)象。無(wú)需使用類(lèi)名或其他方式來(lái)獲取這個(gè)Class對(duì)象。
為了確保Class對(duì)象是不是代表一個(gè)數(shù)組，你可以使用Class.isArray()方法來(lái)進(jìn)行校驗(yàn)：

Class stringArrayClass = Array.newInstance(String.class, 0).getClass();
System.out.println("is array: " + stringArrayClass.isArray());

獲取數(shù)組的成員的class屬性
一旦你獲取了一個(gè)數(shù)組的class屬性，你就可以通過(guò)class.getComponentType()方法獲取這個(gè)數(shù)組的成員類(lèi)型。
成員類(lèi)型就是數(shù)組存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)類(lèi)型。例如，數(shù)組int[]的成員類(lèi)型就是一個(gè)Class對(duì)象int.class。String[]的成員類(lèi)型就是java.lang.String類(lèi)的Class對(duì)象。
下面是一個(gè)訪問(wèn)數(shù)組成員的class屬性的例子：

String[] strings = new String[3];
Class stringArrayClass = strings.getClass();
Class stringArrayComponentType = stringArrayClass.getComponentType();
System.out.println(stringArrayComponentType);