Java反射簡易教程

關(guān)于Java反射，我們需要弄懂以下幾個問題：

反射是什么？反射有什么用？怎么用反射？

下面我們來一一進(jìn)行講解：

一、反射是什么？

Reflection的意思是“反射、映象、倒影”，用在Java身上指的是我們可以于運(yùn)行時加載、探知、使用編譯期間完全未知的classes。換句話說，Java程序可以加載一個運(yùn)行時才得知名稱的class，獲悉其完整構(gòu)造（但不包括methods定義），并生成其對象實(shí)體、或?qū)ζ鋐ields設(shè)值、或喚起其methods。

Java反射機(jī)制是在運(yùn)行狀態(tài)中，對于任意一個類，都能夠知道這個類的所有屬性及方法；對于任何一個對象，都能夠調(diào)用它的任意一個方法；這種動態(tài)獲取信息以及動態(tài)調(diào)用對象的方法的功能稱為Java的反射機(jī)制。

1.自省(Introspection)vs.反射(Reflection)

反射經(jīng)常和自省弄混，為了區(qū)別，我們先看看兩者的詳細(xì)定義：

自省(Introspection)：

Introspectionistheabilityofaprogramtoexaminethetypeorpropertiesof

anobjectatruntime.

反射(Reflection)：

Reflectionistheabilityofaprogramtoexamineandmodifythestructure

andbehaviorofanobjectatruntime.

從上述定義，我們可以看出，自省是反射的子集。部分語言支持自省，但是不支持反射，比如C++。

2.自省示例vs.反射示例

自省示例：instanceof操作符用于判斷一個對象是否屬于一個特定的類。

if(obj instanceof Dog) {
  Dog d = (Dog)obj;
  d.bark();
}

反射實(shí)例: Class.forName()方法返回了一個具體類/接口的對象，當(dāng)然參數(shù)需要指定為特定的類名。

// with reflection
Class <!--?--> c = Class.forName("classpath.and.classname");
Object dog = c.newInstance();
 
Method m = c.getDeclaredMethod("bark", new Class<!--?-->[0]);
m.invoke(dog);

二、 為什么需要反射？

Java反射在框架開發(fā)中尤為重要。有些情況下，我們要使用的類在運(yùn)行時才會確定，這個時候我們不能在編譯期就使用它，因此只能通過反射的形式來使用在運(yùn)行時才存在的類(該類符合某種特定的規(guī)范，例如JDBC)，這是反射用得比較多的場景。

編譯時我們對于類的內(nèi)部信息不可知，必須得到運(yùn)行時才能獲取類的具體信息。比如ORM框架，在運(yùn)行時才能夠獲取類中的各個屬性，然后通過反射的形式獲取其屬性名和值，存入數(shù)據(jù)庫。

反射機(jī)制提供的功能：

在運(yùn)行時判斷任意一個對象所屬的類； 在運(yùn)行時構(gòu)造任意一個類的對象； 在運(yùn)行時判斷任意一個類所具有的成員變量和方法； 在運(yùn)行時調(diào)用任意一個對象的方法。通過反射甚至可以調(diào)用到private的方法； 在運(yùn)行時修改構(gòu)造函數(shù)，變量和方法的訪問權(quán)限。

解耦

假如我們有兩個程序員，一個程序員在寫程序的時候，需要使用第二個程序員所寫的類，但第二個程序員并沒完成他所寫的類。那么第一個程序員的代碼能否通過編譯呢？這是不能通過編譯的。利用Java反射的機(jī)制，就可以讓第一個程序員在沒有得到第二個程序員所寫的類的時候，來完成自身代碼的編譯

在對類的調(diào)用和實(shí)例化的時候，通過在配置文件中配置相應(yīng)的類名，在程序中讀取類名，然后通過反射技術(shù)在程序中加載和實(shí)例化，如常見的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動程序類，為了達(dá)到不依賴特定數(shù)據(jù)庫驅(qū)動類，將用到的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動類名放到配置文件中（常用的有XML文件、Properties文件和文本文件），然后在程序中加載驅(qū)動，來實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的解耦，也就是說只要修改配置文件，就可以方便地更改數(shù)據(jù)庫類型。

例如, Spring使用如下的bean配置:

<bean class="com.programcreek.Foo" id="someID">
<property name="someField" value="someValue">
</property></bean>

當(dāng)Spring在處理時，會使用Class.forName(String)，同時參數(shù)為"com.xxx.Foo"用于實(shí)例化這個Class。同時，使用反射設(shè)置去用于設(shè)置特定的值。

這種機(jī)制同樣也用于Servlet的web應(yīng)用：

<code><code><code><code><code><code><servlet>
<servlet name="">someServlet 
<servlet>com.programcreek.WhyReflectionServlet</servlet>
<servlet data-filtered="filtered"></servlet></servlet></servlet></code></code></code></code></code></code>

三、反射API

Java反射相關(guān)類

Java反射所需要的類并不多，主要有java.lang.Class類java.lang.reflect包中的Field、Constructor、Method、Array類，簡單說明如下所示：

Class類：Class類的實(shí)例表示正在運(yùn)行的Java應(yīng)用程序中的類和接口。Field類：提供有關(guān)類或接口的屬性的信息，以及對它的動態(tài)訪問權(quán)限。反射的字段可能是一個類屬性或?qū)嵗龑傩?，簡單的理解可以把它看成一個封裝反射類的屬性的類。Constructor類：提供關(guān)于類的單個構(gòu)造方法的信息以及對它的訪問權(quán)限。這個類和Field類不同，F(xiàn)ield類封裝了反射類的屬性，而Constructor類則封裝了反射類的構(gòu)造方法。Method類：提供關(guān)于類或接口上單獨(dú)某個方法的信息。所反映的方法可能是類方法或?qū)嵗椒ǎòǔ橄蠓椒ǎ?。這個類不難理解，它是用來封裝反射類方法的一個類。Array類：提供了動態(tài)創(chuàng)建數(shù)組和訪問數(shù)組的靜態(tài)方法。該類中的所有方法都是靜態(tài)方法。

Class

類是程序的一部分，每個類都有一個Class對象。換言之，每當(dāng)編寫并且編譯了一個新類，就會產(chǎn)生一個Class對象。

Class沒有公共構(gòu)造方法。Class對象是在加載類時由Java虛擬機(jī)以及通過調(diào)用類加載器中的defineClass方法自動構(gòu)造的，因此不能顯式地聲明一個Class對象

Class是Reflection的起源。要想操縱；類的屬性和方法，都必須從獲取ClassObject開始。

Class的方法

getName()：獲得類的完整名字。getFields()：獲得類的public類型的屬性。getDeclaredFields()：獲得類的所有屬性。getMethods()：獲得類的public類型的方法。getDeclaredMethods()：獲得類的所有方法。getMethod(Stringname,Class[]parameterTypes)：獲得類的特定方法，name參數(shù)指定方法的名字，–parameterTypes參數(shù)指定方法的參數(shù)類型。getConstrutors()：獲得類的public類型的構(gòu)造方法。getConstrutor(Class[]parameterTypes)：獲得類的特定構(gòu)造方法，parameterTypes參數(shù)指定構(gòu)造方法的參數(shù)類型。newInstance()：通過類的不帶參數(shù)的構(gòu)造方法創(chuàng)建這個類的一個對象。

Constructor

獲得類的構(gòu)造方法

ConstructorgetConstructor(Class[]params)–獲得使用特殊的參數(shù)類型的公共構(gòu)造函數(shù)Constructor[]getConstructors()–獲得類的所有公共構(gòu)造函數(shù)ConstructorgetDeclaredConstructor(Class[]params)–獲得使用特定參數(shù)類型的構(gòu)造函數(shù)(與接入級別無關(guān))Constructor[]getDeclaredConstructors()–獲得類的所有構(gòu)造函數(shù)(與接入級別無關(guān))

Field

獲取類定義變量

FieldgetField(Stringname)–獲得命名的公共字段Field[]getFields()–獲得類的所有公共字段FieldgetDeclaredField(Stringname)–獲得類聲明的命名的字段Field[]getDeclaredFields()–獲得類聲明的所有字段

Method

獲取類定義方法

MethodgetMethod(Stringname,Class[]params)–使用特定的參數(shù)類型，獲得命名的公共方法Method[]getMethods()–獲得類的所有公共方法MethodgetDeclaredMethod(Stringname,Class[]params)–使用特寫的參數(shù)類型，獲得類聲明的命名的方法Method[]getDeclaredMethods()–獲得類聲明的所有方法

四、反射怎么用？

上一章我們講解了Java反射API，那么這一章我們將用一些代碼實(shí)例來展示如何使用這些反射API。

Example1:從對象中獲取類名

package com.longluo.java.interview.reflection;
 
public class ReflectionHelloWorld {
 
  public static void main(String[] args) {
    Foo f = new Foo();
    System.out.println(f.getClass().getName());
  }
}
 
class Foo {
  public void print() {
    System.out.println("abc");
  }
}

輸出:

com.longluo.java.interview.reflection.Foo

Example 2: 調(diào)用未知對象的方法

想象我們不知道一個對象的類型，但是通過反射，我們可以使用這個對象并且找到這個對象是否有個方法名叫print并且調(diào)用它，如下所示：

package com.longluo.java.interview.reflection;
 
import java.lang.reflect.Method;
 
public class ReflectionHelloWorld {
 
  /*
   * public static void main(String[] args) { Foo f = new Foo();
   * System.out.println(f.getClass().getName()); }
   */
 
  public static void main(String[] args) {
    Foo f = new Foo();
    Method method;
    try {
      method = f.getClass().getMethod("print", new Class<!--?-->[0]);
      method.invoke(f);
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
 
}
 
class Foo {
  public void print() {
    System.out.println("abc");
  }
}

輸出：

abc

Example 3: 從Class實(shí)例創(chuàng)建對象

package com.longluo.java.interview.reflection;
 
import java.lang.reflect.Method;
 
public class ReflectionHelloWorld {
 
  public static void main(String[] args) {
    // create instance of "Class"
 
    Class<!--?--> c = null;
 
    try {
      c = Class.forName("com.longluo.java.interview.reflection.Foo");
 
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }
 
    // create instance of "Foo"
    Foo f = null;
    try {
      f = (Foo) c.newInstance();
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }
    f.print();
  }
 
}
 
class Foo {
  public void print() {
    System.out.println("abc");
  }
}

Example 4: 獲取構(gòu)造器并創(chuàng)建實(shí)例

package com.longluo.java.interview.reflection;
import java.lang.reflect.Constructor;
public class ReflectionHelloWorld4 {
  public static void main(String[] args) {
    // create instance of "Class"
    Class<!--?--> c = null;
    try {
      c = Class.forName("com.longluo.java.interview.reflection.Foo4");
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }
    // create instance of "Foo"
    Foo4 f1 = null;
    Foo4 f2 = null;
    // get all constructors
    Constructor<!--?--> cons[] = c.getConstructors();
    try {
      f1 = (Foo4) cons[0].newInstance();
      f2 = (Foo4) cons[1].newInstance("abc");
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }
    f1.print();
    f2.print();
  }
}
class Foo4 {
  String s;
  public Foo4() {
  }
  public Foo4(String s) {
    this.s = s;
  }
  public void print() {
    System.out.println(s);
  }
}

輸出:

null
abc

另外，你可以使用Class實(shí)例并獲取實(shí)現(xiàn)的接口，父類，聲明的方法等。

Example 5: 通過反射修改數(shù)組大小

package com.longluo.java.interview.reflection;
import java.lang.reflect.Array;
public class ReflectionHelloWorld5 {
  public static void main(String[] args) {
    int[] intArray = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    int[] newIntArray = (int[]) changeArraySize(intArray, 10);
    print(newIntArray);
    String[] atr = { "a", "b", "c", "d", "e" };
    String[] str1 = (String[]) changeArraySize(atr, 10);
    print(str1);
  }
  // change array size
  public static Object changeArraySize(Object obj, int len) {
    Class<!--?--> arr = obj.getClass().getComponentType();
    Object newArray = Array.newInstance(arr, len);
    // do array copy
    int co = Array.getLength(obj);
    System.arraycopy(obj, 0, newArray, 0, co);
    return newArray;
  }
  // print
  public static void print(Object obj) {
    Class<!--?--> c = obj.getClass();
    if (!c.isArray()) {
      return;
    }
    System.out.println("\nArray length:" + Array.getLength(obj));
    for (int i = 0; i < Array.getLength(obj); i++) {
      System.out.print(Array.get(obj, i) + " ");
    }
  }
}

輸出:

Array length:10
1 2 3 4 5 0 0 0 0 0
Array length:10
a b c d e null null null null null

五、 總結(jié)

本文只是對Java反射很小的內(nèi)容進(jìn)行了講解，大家有興趣了解更多信息可以從網(wǎng)絡(luò)查找資料。

以上就是本文關(guān)于Java反射簡易教程的全部內(nèi)容，希望對大家有所幫助。感興趣的朋友可以繼續(xù)參閱本站：關(guān)于Java反射機(jī)制 你需要知道的事情、Java的RTTI和反射機(jī)制代碼分析等，有什么問題可以隨時留言，小編會及時回復(fù)大家的。感謝朋友們對本站的支持！