细说JAVA反射

Reflection 是 Java 程序开发语言的特征之一，它允许运行中的 Java 程序对自身进行检查，或者说“自审”，并能直接操作程序的内部属性。例如，使用它能获得 Java 类中各成员的名称并显示出来。JavaBean 是 reflection 的实际应用之一，它能让一些工具可视化的操作软件组件。这些工具通过 reflection 动态的载入并取得 Java 组件(类) 的属性。
    1. 一个简单的例子
    考虑下面这个简单的例子，让我们看看 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(args[0]);
                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);
            }
        }
    }

按如下语句执行：

java DumpMethods java.util.Stack
    它的结果输出为：

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

这样就列出了java.util.Stack 类的各方法名以及它们的限制符和返回类型。

这个程序使用 Class.forName 载入指定的类，然后调用 getDeclaredMethods 来获取这个类中定义了的方法列表。java.lang.reflect.Methods是用来描述某个类中单个方法的一个类。

2.开始使用 Reflection
    用于 reflection 的类，如 Method，可以在 java.lang.relfect 包中找到。使用这些类的时候必须要遵循三个步骤：

第一步是获得你想操作的类的 java.lang.Class 对象。

在运行中的 Java 程序中，用 java.lang.Class 类来描述类和接口等。
    下面就是获得一个 Class 对象的方法之一：    　　　

Class c = Class.forName("java.lang.String");

这条语句得到一个 String 类的类对象。还有另一种方法，如下面的语句：

Class c = int.class;

或者

　　

Class c = Integer.TYPE;

它们可获得基本类型的类信息。其中后一种方法中访问的是基本类型的封装类 (如 Integer) 中预先定义好的 TYPE 字段。

  第二步是调用诸如 getDeclaredMethods 的方法，以取得该类中定义的所有方法的列表。
    一旦取得这个信息，就可以进行第三步了——

使用 reflection API 来操作这些信息，如下面这段代码：

Class c = Class.forName("java.lang.String");
Method m[] = c.getDeclaredMethods();
System.out.println(m[0].toString());

它将以文本方式打印出 String 中定义的第一个方法的原型。

在下面的例子中，这三个步骤将为使用 reflection 处理特殊应用程序提供例证。
    模拟 instanceof 操作符
    得到类信息之后，通常下一个步骤就是解决关于 Class 对象的一些基本的问题。例如，Class.isInstance 方法可以用于模拟 instanceof 操作符：

    class A {
    }
    public class instance1 {
        public static void main(String args[]) {
            try {
                Class cls = Class.forName("A");
                boolean b1 = cls.isInstance(new Integer(37));
                System.out.println(b1);
                boolean b2 = cls.isInstance(new A());
                System.out.println(b2);
            } catch (Throwable e) {
                System.err.println(e);
            }
        }
    }

在这个例子中创建了一个 A 类的 Class 对象，然后检查一些对象是否是 A 的实例。Integer(37) 不是，但 new A() 是。

 3.找出类的方法
    找出一个类中定义了些什么方法，这是一个非常有价值也非常基础的 reflection 用法。下面的代码就实现了这一用法：

import java.lang.reflect.*;
public class method1 {
    private int f1(Object p, int x) throws NullPointerException {
        if (p == null)
            throw new NullPointerException();
        return x;
    }
    public static void main(String args[]) {
        try {
            Class cls = Class.forName("method1");
            Method methlist[] = cls.getDeclaredMethods();
            for (int i = 0; i < methlist.length; i++) {
                Method m = methlist[i];
                System.out.println("name = " + m.getName());
                System.out.println("decl class = " + m.getDeclaringClass());
                Class pvec[] = m.getParameterTypes();
                for (int j = 0; j < pvec.length; j++)
                    System.out.println("param #" + j + " " + pvec[j]);
                Class evec[] = m.getExceptionTypes();
                for (int j = 0; j < evec.length; j++)
                    System.out.println("exc #" + j + " " + evec[j]);
                System.out.println("return type = " + m.getReturnType());
                System.out.println("-----");
            }
        } catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
        }
    }
}

　　

这个程序首先取得 method1 类的描述，然后调用 getDeclaredMethods 来获取一系列的 Method 对象，它们分别描述了定义在类中的每一个方法，包括 public 方法、protected 方法、package 方法和 private 方法等。如果你在程序中使用 getMethods 来代替 getDeclaredMethods，你还能获得继承来的各个方法的信息。
    取得了 Method 对象列表之后，要显示这些方法的参数类型、异常类型和返回值类型等就不难了。这些类型是基本类型还是类类型，都可以由描述类的对象按顺序给出。
    输出的结果如下：

  

  name = f1
    decl class = class method1
    param #0 class java.lang.Object
    param #1 int
    exc #0 class java.lang.NullPointerException
    return type = int
    -----
    name = main
    decl class = class method1
    param #0 class [Ljava.lang.String;
    return type = void
    -----

4.获取构造器信息
    获取类构造器的用法与上述获取方法的用法类似，如：

import java.lang.reflect.*;
public class constructor1 {
    public constructor1() {
    }
    protected constructor1(int i, double d) {
    }
    public static void main(String args[]) {
        try {
            Class cls = Class.forName("constructor1");
            Constructor ctorlist[] = cls.getDeclaredConstructors();
            for (int i = 0; i < ctorlist.length; i++) {
                Constructor ct = ctorlist[i];
                System.out.println("name = " + ct.getName());
                System.out.println("decl class = " + ct.getDeclaringClass());
                Class pvec[] = ct.getParameterTypes();
                for (int j = 0; j < pvec.length; j++)
                    System.out.println("param #" + j + " " + pvec[j]);
                Class evec[] = ct.getExceptionTypes();
                for (int j = 0; j < evec.length; j++)
                    System.out.println("exc #" + j + " " + evec[j]);
                System.out.println("-----");
            }
        } catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
        }
    }
}

　　    这个例子中没能获得返回类型的相关信息，那是因为构造器没有返回类型

这个程序运行的结果是：

 

   name = constructor1
    decl class = class constructor1
    -----
    name = constructor1
    decl class = class constructor1
    param #0 int
    param #1 double
    -----

5.获取类的字段(域)
    找出一个类中定义了哪些数据字段也是可能的，下面的代码就在干这个事情：

import java.lang.reflect.*;
public class field1 {
    private double d;
    public static final int i = 37;
    String s = "testing";
    public static void main(String args[]) {
        try {
            Class cls = Class.forName("field1");
            Field fieldlist[] = cls.getDeclaredFields();
            for (int i = 0; i < fieldlist.length; i++) {
                Field fld = fieldlist[i];
                System.out.println("name = " + fld.getName());
                System.out.println("decl class = " + fld.getDeclaringClass());
                System.out.println("type = " + fld.getType());
                int mod = fld.getModifiers();
                System.out.println("modifiers = " + Modifier.toString(mod));
                System.out.println("-----");
            }
        } catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
        }
    }
}

这个例子和前面那个例子非常相似。例中使用了一个新东西 Modifier，它也是一个 reflection 类，用来描述字段成员的修饰语，如“private int”。这些修饰语自身由整数描述，而且使用 Modifier.toString 来返回以“官方”顺序排列的字符串描述 (如“static”在“final”之前)。这个程序的输出是：

    name = d
    decl class = class field1
    type = double
    modifiers = private
    -----
    name = i
    decl class = class field1
    type = int
    modifiers = public static final
    -----
    name = s
    decl class = class field1
    type = class java.lang.String
    modifiers =
    -----

和获取方法的情况一下，获取字段的时候也可以只取得在当前类中申明了的字段信息 (getDeclaredFields)，或者也可以取得父类中定义的字段 (getFields) 。

6.根据方法的名称来执行方法
    文本到这里，所举的例子无一例外都与如何获取类的信息有关。我们也可以用 reflection 来做一些其它的事情，比如执行一个指定了名称的方法。下面的示例演示了这一操作：

import java.lang.reflect.*;
public class method2 {
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
    public static void main(String args[]) {
        try {
            Class cls = Class.forName("method2");
            Class partypes[] = new Class[2];
            partypes[0] = Integer.TYPE;
            partypes[1] = Integer.TYPE;
            Method meth = cls.getMethod("add", partypes);
            method2 methobj = new method2();
            Object arglist[] = new Object[2];
            arglist[0] = new Integer(37);
            arglist[1] = new Integer(47);
            Object retobj = meth.invoke(methobj, arglist);
            Integer retval = (Integer) retobj;
            System.out.println(retval.intValue());
        } catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
        }
    }
}

假如一个程序在执行的某处的时候才知道需要执行某个方法，这个方法的名称是在程序的运行过程中指定的 (例如，JavaBean 开发环境中就会做这样的事)，那么上面的程序演示了如何做到。
    上例中，getMethod 用于查找一个具有两个整型参数且名为 add 的方法。找到该方法并创建了相应的 Method 对象之后，在正确的对象实例中执行它。执行该方法的时候，需要提供一个参数列表，这在上例中是分别包装了整数 37 和 47 的两个 Integer 对象。执行方法的返回的同样是一个 Integer 对象，它封装了返回值 84。
    7.创建新的对象
    对于构造器，则不能像执行方法那样进行，因为执行一个构造器就意味着创建了一个新的对象 (准确的说，创建一个对象的过程包括分配内存和构造对象)。所以，与上例最相似的例子如下：

    import java.lang.reflect.*;
    public class constructor2 {
        public constructor2() {
        }
        public constructor2(int a, int b) {
            System.out.println("a = " + a + " b = " + b);
        }
        public static void main(String args[]) {
            try {
                Class cls = Class.forName("constructor2");
                Class partypes[] = new Class[2];
                partypes[0] = Integer.TYPE;
                partypes[1] = Integer.TYPE;
                Constructor ct = cls.getConstructor(partypes);
                Object arglist[] = new Object[2];
                arglist[0] = new Integer(37);
                arglist[1] = new Integer(47);
                Object retobj = ct.newInstance(arglist);
            } catch (Throwable e) {
                System.err.println(e);
            }
        }
    }

根据指定的参数类型找到相应的构造函数并执行它，以创建一个新的对象实例。使用这种方法可以在程序运行时动态地创建对象，而不是在编译的时候创建对象，这一点非常有价值。
    （这里如果使用无参构造器创建对象的话，这可以直接使用Class.forName("...").newInstance();来创建对象）
    8.改变字段(域)的值
    reflection 的还有一个用处就是改变对象数据字段的值。reflection 可以从正在运行的程序中根据名称找到对象的字段并改变它，下面的例子可以说明这一点：

    import java.lang.reflect.*;
    public class field2 {
        public double d;
        public static void main(String args[]) {
            try {
                Class cls = Class.forName("field2");
                Field fld = cls.getField("d");
                field2 f2obj = new field2();
                System.out.println("d = " + f2obj.d);
                fld.setDouble(f2obj, 12.34);
                System.out.println("d = " + f2obj.d);
            } catch (Throwable e) {
                System.err.println(e);
            }
        }
    }

这个例子中，字段 d 的值被变为了 12.34。
    9.使用数组
    本文介绍的 reflection 的最后一种用法是创建的操作数组。数组在 Java 语言中是一种特殊的类类型，一个数组的引用可以赋给 Object 引用。观察下面的例子看看数组是怎么工作的：

    import java.lang.reflect.*;
    public class array1 {
        public static void main(String args[]) {
            try {
                Class cls = Class.forName("java.lang.String");
                Object arr = Array.newInstance(cls, 10);
                Array.set(arr, 5, "this is a test");
                String s = (String) Array.get(arr, 5);
                System.out.println(s);
            } catch (Throwable e) {
                System.err.println(e);
            }
        }
    }

例中创建了 10 个单位长度的 String 数组，为第 5 个位置的字符串赋了值，最后将这个字符串从数组中取得并打印了出来。
    下面这段代码提供了一个更复杂的例子：

    import java.lang.reflect.*;
    public class array2 {
        public static void main(String args[]) {
            int dims[] = new int[]{5, 10, 15};
            Object arr = Array.newInstance(Integer.TYPE, dims);
            Object arrobj = Array.get(arr, 3);
            Class cls = arrobj.getClass().getComponentType();
            System.out.println(cls);
            arrobj = Array.get(arrobj, 5);
            Array.setInt(arrobj, 10, 37);
            int arrcast[][][] = (int[][][]) arr;
            System.out.println(arrcast[3][5][10]);
        }
    }

例中创建了一个 5 x 10 x 15 的整型数组，并为处于 [3][5][10] 的元素赋了值为 37。注意，多维数组实际上就是数组的数组，例如，第一个 Array.get 之后，arrobj 是一个 10 x 15 的数组。进而取得其中的一个元素，即长度为 15 的数组，并使用 Array.setInt 为它的第 10 个元素赋值。
    注意创建数组时的类型是动态的，在编译时并不知道其类型。

来源：http://itlab.idcquan.com/Java/base/742955_4.html

时间： 2024-08-01 13:30:01

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