什么是反射？反射有什么用处

什么是反射？反射有什么用处？

1. 什么是反射？

“反射（Reflection）能够让运行于JVM中的程序检测和修改运行时的行为。”这个概念常常会和内省（Introspection）混淆，以下是这两个术语在Wikipedia中的解释：

  1. 内省用于在运行时检测某个对象的类型和其包含的属性；
  2. 反射用于在运行时检测和修改某个对象的结构及其行为。

从它们的定义可以看出，内省是反射的一个子集。有些语言支持内省，但并不支持反射，如C++。

内省示例：instanceof 运算符用于检测某个对象是否属于特定的类。


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if (obj instanceof Dog) {

    Dog d = (Dog) obj;

    d.bark();

}

反射示例：Class.forName()方法可以通过类或接口的名称（一个字符串或完全限定名）来获取对应的Class对象。forName方法会触发类的初始化。


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// 使用反射

Class<?> c = Class.forName("classpath.and.classname");

Object dog = c.newInstance();

Method m = c.getDeclaredMethod("bark", new Class<?>[0]);

m.invoke(dog);

在Java中，反射更接近于内省，因为你无法改变一个对象的结构。虽然一些API可以用来修改方法和属性的可见性，但并不能修改结构。

2. 我们为何需要反射？

反射能够让我们：

  • 在运行时检测对象的类型；
  • 动态构造某个类的对象；
  • 检测类的属性和方法；
  • 任意调用对象的方法；
  • 修改构造函数、方法、属性的可见性；
  • 以及其他。

反射是框架中常用的方法。

例如，JUnit通过反射来遍历包含 @Test 注解的方法，并在运行单元测试时调用它们。（这个连接中包含了一些JUnit的使用案例）

对于Web框架，开发人员在配置文件中定义他们对各种接口和类的实现。通过反射机制，框架能够快速地动态初始化所需要的类。

例如，Spring框架使用如下的配置文件：


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<bean id="someID" class="com.programcreek.Foo">

    <property name="someField" value="someValue" />

</bean>

当Spring容器处理<bean>元素时，会使用Class.forName("com.programcreek.Foo")来初始化这个类，并再次使用反射获取<property>元素对应的setter方法，为对象的属性赋值。

Servlet也会使用相同的机制：


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<servlet>

    <servlet-name>someServlet</servlet-name>

    <servlet-class>com.programcreek.WhyReflectionServlet</servlet-class>

<servlet>

3. 如何使用反射？

让我们通过几个典型的案例来学习如何使用反射。

示例1：获取对象的类型名称。


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package myreflection;

import java.lang.reflect.Method;

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");

    }

}

输出：


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myreflection.Foo

示例2：调用未知对象的方法。

在下列代码中，设想对象的类型是未知的。通过反射，我们可以判断它是否包含print方法，并调用它。


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package myreflection;

import java.lang.reflect.Method;

public class ReflectionHelloWorld {

    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");

    }

}

输出：


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abc

示例3：创建对象


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package myreflection;

public class ReflectionHelloWorld {

    public static void main(String[] args){

        // 创建Class实例

        Class<?> c = null;

        try{

            c=Class.forName("myreflection.Foo");

        }catch(Exception e){

            e.printStackTrace();

        }

        // 创建Foo实例

        Foo f = null;

        try {

            f = (Foo) c.newInstance();

        } catch (Exception e) {

            e.printStackTrace();

        }  

        f.print();

    }

}

class Foo {

    public void print() {

        System.out.println("abc");

    }

}

示例4：获取构造函数，并创建对象。


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package myreflection;

import java.lang.reflect.Constructor;

public class ReflectionHelloWorld {

    public static void main(String[] args){

        // 创建Class实例

        Class<?> c = null;

        try{

            c=Class.forName("myreflection.Foo");

        }catch(Exception e){

            e.printStackTrace();

        }

        // 创建Foo实例

        Foo f1 = null;

        Foo f2 = null;

        // 获取所有的构造函数

        Constructor<?> cons[] = c.getConstructors();

        try {

            f1 = (Foo) cons[0].newInstance();

            f2 = (Foo) cons[1].newInstance("abc");

        } catch (Exception e) {

            e.printStackTrace();

        }  

        f1.print();

        f2.print();

    }

}

class Foo {

    String s;

    public Foo(){}

    public Foo(String s){

        this.s=s;

    }

    public void print() {

        System.out.println(s);

    }

}

输出：


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null

abc

此外，你可以通过Class实例来获取该类实现的接口、父类、声明的属性等。

示例5：通过反射来修改数组的大小。


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package myreflection;

import java.lang.reflect.Array;

public class ReflectionHelloWorld {

    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);

    }

    // 修改数组的大小

    public static Object changeArraySize(Object obj, int len) {

        Class<?> arr = obj.getClass().getComponentType();

        Object newArray = Array.newInstance(arr, len);

        // 复制数组

        int co = Array.getLength(obj);

        System.arraycopy(obj, 0, newArray, 0, co);

        return newArray;

    }

    // 打印

    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) + " ");

        }

    }

}

输出：


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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

总结

上述示例代码仅仅展现了Java反射机制很小一部分的功能。如果你觉得意犹未尽，可以前去阅读官方文档。

参考资料：

  1. http://en.wikipedia.org/wiki/Reflection_(computer_programming)
  2. http://docs.oracle.com/javase/tutorial/reflect/

原文链接： Programcreek 翻译： ImportNew.com - 薄荷脑
译文链接： http://www.importnew.com/9078.html

时间： 2024-08-05 23:19:06

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