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Java反射機(jī)制深入理解

發(fā)布時(shí)間：2020-09-15 17:27:51 來(lái)源：腳本之家 閱讀：124 作者：CSDN鄧帥 欄目：編程語(yǔ)言

Java反射機(jī)制深入理解

一.概念　　

反射就是把Java的各種成分映射成相應(yīng)的Java類(lèi)。

Class類(lèi)的構(gòu)造方法是private，由JVM創(chuàng)建。

反射是java語(yǔ)言的一個(gè)特性，它允程序在運(yùn)行時(shí)（注意不是編譯的時(shí)候）來(lái)進(jìn)行自我檢查并且對(duì)內(nèi)部的成員進(jìn)行操作。例如它允許一個(gè)java的類(lèi)獲取他所有的成員變量和方法并且顯示出來(lái)。Java 的這一能力在實(shí)際應(yīng)用中也許用得不是很多，但是在其它的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中根本就不存在這一特性。例如，Pascal、C 或者 C++ 中就沒(méi)有辦法在程序中獲得函數(shù)定義相關(guān)的信息。 （來(lái)自Sun）

JavaBean 是 reflection 的實(shí)際應(yīng)用之一，它能讓一些工具可視化的操作軟件組件。這些工具通過(guò) reflection 動(dòng)態(tài)的載入并取得 Java 組件(類(lèi)) 的屬性。

反射是從1.2就有的，后面的三大框架都會(huì)用到反射機(jī)制,涉及到類(lèi)”Class”,無(wú)法直接new CLass()，其對(duì)象是內(nèi)存里的一份字節(jié)碼.　　

Class 類(lèi)的實(shí)例表示正在運(yùn)行的 Java 應(yīng)用程序中的類(lèi)和接口。枚舉是一種類(lèi)，注釋是一種接口。每個(gè)數(shù)組屬于被映射為 Class 對(duì)象的一個(gè)類(lèi)，所有具有相同元素類(lèi)型和維數(shù)的數(shù)組都共享該 Class 對(duì)象?；镜?Java類(lèi)型（boolean、byte、char、short、int、long、float 和 double）和關(guān)鍵字 void 也表示為 Class 對(duì)象。Class 沒(méi)有公共構(gòu)造方法。Class 對(duì)象是在加載類(lèi)時(shí)由 Java 虛擬機(jī)以及通過(guò)調(diào)用類(lèi)加載器中的 defineClass 方法自動(dòng)構(gòu)造的?！?/p> 

 Person p1 = new Person();
 //下面的這三種方式都可以得到字節(jié)碼
 CLass c1 = Date.class();
 p1.getClass(); 
 //若存在則加載，否則新建,往往使用第三種,類(lèi)的名字在寫(xiě)源程序時(shí)不需要知道，到運(yùn)行時(shí)再傳遞過(guò)來(lái)
 Class.forName("java.lang.String");

CLass.forName()字節(jié)碼已經(jīng)加載到j(luò)ava虛擬機(jī)中，去得到字節(jié)碼；java虛擬機(jī)中還沒(méi)有生成字節(jié)碼 用類(lèi)加載器進(jìn)行加載，加載的字節(jié)碼緩沖到虛擬機(jī)中。　

考慮下面這個(gè)簡(jiǎn)單的例子，讓我們看看 reflection 是如何工作的。

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(lèi)的各方法名以及它們的限制符和返回類(lèi)型。這個(gè)程序使用 Class.forName 載入指定的類(lèi)，然后調(diào)用 getDeclaredMethods 來(lái)獲取這個(gè)類(lèi)中定義了的方法列表。java.lang.reflect.Methods 是用來(lái)描述某個(gè)類(lèi)中單個(gè)方法的一個(gè)類(lèi)。

以下示例使用 Class 對(duì)象來(lái)顯示對(duì)象的類(lèi)名：

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

還可以使用一個(gè)類(lèi)字面值（JLS Section 15.8.2）來(lái)獲取指定類(lèi)型（或 void）的 Class 對(duì)象。例如：

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

在沒(méi)有對(duì)象實(shí)例的時(shí)候，主要有兩種辦法。

//獲得類(lèi)類(lèi)型的兩種方式    
Class cls1 = Role.class;    
Class cls2 = Class.forName("yui.Role");

注意第二種方式中，forName中的參數(shù)一定是完整的類(lèi)名（包名+類(lèi)名），并且這個(gè)方法需要捕獲異?！，F(xiàn)在得到cls1就可以創(chuàng)建一個(gè)Role類(lèi)的實(shí)例了，利用Class的newInstance方法相當(dāng)于調(diào)用類(lèi)的默認(rèn)的構(gòu)造器。

 Object o = cls1.newInstance(); 
 //創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例    
//Object o1 = new Role();  //與上面的方法等價(jià)

二.常用方法　　

1.isPrimitive(判斷是否是基本類(lèi)型的字節(jié)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;//必須要加上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 對(duì)象是否表示一個(gè)基本類(lèi)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中構(gòu)造方法沒(méi)有先后順序，通過(guò)類(lèi)型和參數(shù)個(gè)數(shù)區(qū)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(lèi)代表某一類(lèi)中的一個(gè)成員變量。

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");//必須是x或者y
    System.out.println(fieldx.get(rp1));

    /*
     * private的成員變量必須使用getDeclaredField，并setAccessible(true),否則看得到拿不到
     */
    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相當(dāng)于右鍵source
    super();
    // TODO Auto-generated constructor stub
    this.x = x;
    this.y = y;
  }
}

三.典型例題

1.將所有String類(lèi)型的成員變量里的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))
      //由于字節(jié)碼只有一份,用equals語(yǔ)義不準(zhǔn)確
      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相當(dāng)于右鍵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(xiě)一個(gè)程序根據(jù)用戶提供的類(lèi)名，調(diào)用該類(lèi)的里的main方法。

為什么要用反射的方式呢？

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];
    /*
     * 這樣會(huì)數(shù)組角標(biāo)越界，因?yàn)閴焊鶝](méi)有這個(gè)字符數(shù)組
     * 需要右鍵在run as-configurations-arguments里輸入b.Inter（完整類(lèi)名）
     * 
     */
    Method m = Class.forName(str).getMethod("main",String[].class);
    //下面這兩種方式都可以,main方法需要一個(gè)參數(shù)

    m.invoke(null, new Object[]{new String[]{"111","222","333"}});
    m.invoke(null, (Object)new String[]{"111","222","333"});//這個(gè)可以說(shuō)明，數(shù)組也是Object
    /*
     * m.invoke(null, new String[]{"111","222","333"})
     * 上面的不可以,因?yàn)閖ava會(huì)自動(dòng)拆包
     */
  }
}

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

3.模擬 instanceof 操作符

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(gè)例子中創(chuàng)建了一個(gè)S 類(lèi)的 Class 對(duì)象，然后檢查一些對(duì)象是否是S的實(shí)例。Integer(37) 不是，但 new S()是。

四.Method類(lèi)

代表類(lèi)（不是對(duì)象）中的某一方法。

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
/*
 * 人在黑板上畫(huà)圓，涉及三個(gè)對(duì)象,畫(huà)圓需要圓心和半徑，但是是私有的，畫(huà)圓的方法
 * 分配給人不合適。Java學(xué)習(xí)交流QQ群：589809992 我們一起學(xué)Java！
 * 
 * 司機(jī)踩剎車(chē)，司機(jī)只是給列車(chē)發(fā)出指令，剎車(chē)的動(dòng)作還需要列車(chē)去完成。
 * 
 * 面試經(jīng)常考面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)，比如人關(guān)門(mén)，人只是去推門(mén)。
 * 
 * 這就是專(zhuān)家模式：誰(shuí)擁有數(shù)據(jù)，誰(shuí)就是專(zhuān)家,方法就分配給誰(shuí)
 */
public class TestReflect {
  public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
    String str = "shfsfs";
    //包開(kāi)頭是com表示是sun內(nèi)部用的，java打頭的才是用戶的
    Method mtCharAt = String.class.getMethod("charAt", int.class);
    Object ch = mtCharAt.invoke(str,1);//若第一個(gè)參數(shù)是null，則肯定是靜態(tài)方法
    System.out.println(ch);

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

  }

}

五.數(shù)組的反射

Array工具類(lèi)用于完成數(shù)組的反射操作。

同類(lèi)型同緯度有相同的字節(jié)碼。

int.class和Integer.class不是同一份字節(jié)碼，Integer.TYPE，TYPE代表包裝類(lèi)對(duì)應(yīng)的基本類(lèi)的字節(jié)碼 int.class==Integer.TYPE

import java.util.Arrays;

/*
 * 從這個(gè)例子看出即便字節(jié)碼相同但是對(duì)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};//直接賦值后不可以指定長(zhǎng)度，否則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());  //比較字節(jié)碼a和cd也沒(méi)法比
    System.out.println(a.getClass());//輸出class [I
    System.out.println(a.getClass().getName());//輸出[I,中括號(hào)表示數(shù)組，I表示整數(shù)

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

    //由于父類(lèi)都是Object,下面都是可以的
    Object obj1 = a;//不可是Object[]
    Object obj2 = b;
    Object[] obj3 = c;//基本類(lèi)型的一位數(shù)組只可以當(dāng)做Object，非得還可以當(dāng)做Object[]
    Object obj4 = d;

    //注意asList處理int[]和String[]的區(qū)別
    System.out.println(Arrays.asList(b));//1.4沒(méi)有可變參數(shù)，使用的是數(shù)組,[[I@1bc4459]
    System.out.println(Arrays.asList(d));//[jjj, kkkk]

  }
}

六.結(jié)束語(yǔ)　　

以上就是反射機(jī)制的簡(jiǎn)單的使用，顯然學(xué)過(guò)spring的朋友一定明白了，為什么可以通過(guò)配置文件就可以讓我們獲得指定的方法和變量，在我們創(chuàng)建對(duì)象的時(shí)候都是通過(guò)傳進(jìn)string實(shí)現(xiàn)的，就好像你需要什么，我們?nèi)槟闵a(chǎn)，還有我們一直在用Object,這就說(shuō)明java語(yǔ)言的動(dòng)態(tài)特性，依賴性大大的降低了。

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