Java反射機制詳解

 |目錄

1反射機制是什麽
2反射機制能做什麽
3反射機制的相關API
·通過一個對象獲得完整的包名和類名
·實例化Class類對象
·獲取一個對象的父類與實現的接口
·獲取某個類中的全部構造函數 - 詳見下例
·通過反射機制實例化一個類的對象
·獲取某個類的全部屬性
·獲取某個類的全部方法
·通過反射機制調用某個類的方法
·通過反射機制操作某個類的屬性
·反射機制的動態代理
4反射機制的應用實例
·在泛型為Integer的ArrayList中存放一個String類型的對象。
·通過反射取得並修改數組的信息
·通過反射機制修改數組的大小
·將反射機制應用於工廠模式
1反射機制是什麽

反射機制是在運行狀態中，對於任意一個類，都能夠知道這個類的所有屬性和方法；對於任意一個對象，都能夠調用它的任意一個方法和屬性；這種動態獲取的信息以及動態調用對象的方法的功能稱為java語言的反射機制。

2反射機制能做什麽

反射機制主要提供了以下功能： 

在運行時判斷任意一個對象所屬的類；

在運行時構造任意一個類的對象；

在運行時判斷任意一個類所具有的成員變量和方法；

在運行時調用任意一個對象的方法；

生成動態代理。

 
3反射機制的相關API

 

通過一個對象獲得完整的包名和類名

 
package net.xsoftlab.baike;
public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        TestReflect testReflect = new TestReflect();
        System.out.println(testRflect.getClass().getName());
        // 結果 net.xsoftlab.baike.TestReflect
    }
}
實例化Class類對象

package
 
 net.xsoftlab.baike;

public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> class1 = null;
        Class<?> class2 = null;
        Class<?> class3 = null;
        // 一般采用這種形式
        class1 = Class.forName("net.xsoftlab.baike.TestReflect");
        class2 
 
= new TestReflect().getClass();
        class3 = TestReflect.class;
        System.out.println("類名稱   " + class1.getName());
        System.out.println("類名稱   " + class2.getName());
        System.out.println("類名稱   " + class3.getName());
    }
}
獲取一個對象的父類與實現的接口

package net.xsoftlab.baike;

import java.io.Serializable;
public class TestReflect implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = -2862585049955236662L;
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> clazz = Class.forName("net.xsoftlab.baike.TestReflect");
        // 取得父類
        Class<?> parentClass = clazz.getSuperclass();
        System.out.println("clazz的父類為：" + parentClass.getName());
        // clazz的父類為： java.lang.Object
        // 獲取所有的接口
        Class<?> intes[] = clazz.getInterfaces();
        System.out.println("clazz實現的接口有：");
        for (int i = 0; i < intes.length; i++) {
            System.out.println((i + 1) + "：" + intes[i].getName());
        }
        // clazz實現的接口有：
        // 1：java.io.Serializable
    }
}
獲取某個類中的全部構造函數 - 詳見下例

通過反射機制實例化一個類的對象

package net.xsoftlab.baike;

import java.lang.reflect.Constructor;
public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> class1 = null;
        class1 = Class.forName("net.xsoftlab.baike.User");
        // 第一種方法，實例化默認構造方法，調用set賦值
        User user = (User) class1.newInstance();
        user.setAge(20);
        user.setName("Rollen");
        System.out.println(user);
        // 結果 User [age=20, name=Rollen]
        // 第二種方法 取得全部的構造函數 使用構造函數賦值
        Constructor<?> cons[] = class1.getConstructors();
        // 查看每個構造方法需要的參數
        for (int i = 0; i < cons.length; i++) {
            Class<?> clazzs[] = cons[i].getParameterTypes();
            System.out.print("cons[" + i + "] (");
            for (int j = 0; j < clazzs.length; j++) {
                if (j == clazzs.length - 1)
                    System.out.print(clazzs[j].getName());
                else
                    System.out.print(clazzs[j].getName() + ",");
            }
            System.out.println(")");
        }
        // 結果
        // cons[0] (java.lang.String)
        // cons[1] (int,java.lang.String)
        // cons[2] ()
        user = (User) cons[0].newInstance("Rollen");
        System.out.println(user);
        // 結果 User [age=0, name=Rollen]
        user = (User) cons[1].newInstance(20, "Rollen");
        System.out.println(user);
        // 結果 User [age=20, name=Rollen]
    }
}
class User {
    private int age;
    private String name;
    public User() {
        super();
    }
    public User(String name) {
        super();
        this.name = name;
    }
    public User(int age, String name) {
        super();
        this.age = age;
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "User [age=" + age + ", name=" + name + "]";
    }
}
獲取某個類的全部屬性

package net.xsoftlab.baike;

import java.io.Serializable;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;
public class TestReflect implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = -2862585049955236662L;
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> clazz = Class.forName("net.xsoftlab.baike.TestReflect");
        System.out.println("===============本類屬性===============");
        // 取得本類的全部屬性
        Field[] field = clazz.getDeclaredFields();
        for (int i = 0; i < field.length; i++) {
            // 權限修飾符
            int mo = field[i].getModifiers();
            String priv = Modifier.toString(mo);
            // 屬性類型
            Class<?> type = field[i].getType();
            System.out.println(priv + " " + type.getName() + " " + field[i].getName() + ";");
        }
         
        System.out.println("==========實現的接口或者父類的屬性==========");
        // 取得實現的接口或者父類的屬性
        Field[] filed1 = clazz.getFields();
        for (int j = 0; j < filed1.length; j++) {
            // 權限修飾符
            int mo = filed1[j].getModifiers();
            String priv = Modifier.toString(mo);
            // 屬性類型
            Class<?> type = filed1[j].getType();
            System.out.println(priv + " " + type.getName() + " " + filed1[j].getName() + ";");
        }
    }
}
獲取某個類的全部方法

package net.xsoftlab.baike;

import java.io.Serializable;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;
public class TestReflect implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = -2862585049955236662L;
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> clazz = Class.forName("net.xsoftlab.baike.TestReflect");
        Method method[] = clazz.getMethods();
        for (int i = 0; i < method.length; ++i) {
            Class<?> returnType = method[i].getReturnType();
            Class<?> para[] = method[i].getParameterTypes();
            int temp = method[i].getModifiers();
            System.out.print(Modifier.toString(temp) + " ");
            System.out.print(returnType.getName() + "  ");
            System.out.print(method[i].getName() + " ");
            System.out.print("(");
            for (int j = 0; j < para.length; ++j) {
                System.out.print(para[j].getName() + " " + "arg" + j);
                if (j < para.length - 1) {
                    System.out.print(",");
                }
            }
            Class<?> exce[] = method[i].getExceptionTypes();
            if (exce.length > 0) {
                System.out.print(") throws ");
                for (int k = 0; k < exce.length; ++k) {
                    System.out.print(exce[k].getName() + " ");
                    if (k < exce.length - 1) {
                        System.out.print(",");
                    }
                }
            } else {
                System.out.print(")");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}
通過反射機制調用某個類的方法

package net.xsoftlab.baike;
import java.lang.reflect.Method;
public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> clazz = Class.forName("net.xsoftlab.baike.TestReflect");
        // 調用TestReflect類中的reflect1方法
        Method method = clazz.getMethod("reflect1");
        method.invoke(clazz.newInstance());
        // Java 反射機制 - 調用某個類的方法1.
        // 調用TestReflect的reflect2方法
        method = clazz.getMethod("reflect2", int.class, String.class);
        method.invoke(clazz.newInstance(), 20, "張三");
        // Java 反射機制 - 調用某個類的方法2.
        // age -> 20. name -> 張三
    }
    public void reflect1() {
        System.out.println("Java 反射機制 - 調用某個類的方法1.");
    }
    public void reflect2(int age, String name) {
        System.out.println("Java 反射機制 - 調用某個類的方法2.");
        System.out.println("age -> " + age + ". name -> " + name);
    }
}
通過反射機制操作某個類的屬性

package net.xsoftlab.baike;

import java.lang.reflect.Field;
public class TestReflect {
    private String proprety = null;
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> clazz = Class.forName("net.xsoftlab.baike.TestReflect");
        Object obj = clazz.newInstance();
        // 可以直接對 private 的屬性賦值
        Field field = clazz.getDeclaredField("proprety");
        field.setAccessible(true);
        field.set(obj, "Java反射機制");
        System.out.println(field.get(obj));
    }
}
反射機制的動態代理

// 獲取類加載器的方法

TestReflect testReflect = new TestReflect();
        System.out.println("類加載器  " + testReflect.getClass().getClassLoader().getClass().getName());
package net.xsoftlab.baike;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
//定義項目接口
interface Subject {
    public String say(String name, int age);
}
// 定義真實項目
class RealSubject implements Subject {
    public String say(String name, int age) {
        return name + "  " + age;
    }
}
class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
    private Object obj = null;
    public Object bind(Object obj) {
        this.obj = obj;
        return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj.getClass().getInterfaces(), this);
    }
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        Object temp = method.invoke(this.obj, args);
        return temp;
    }
}
/**
 * 在java中有三種類類加載器。
 * 
 * 1）Bootstrap ClassLoader 此加載器采用c++編寫，一般開發中很少見。
 * 
 * 2）Extension ClassLoader 用來進行擴展類的加載，一般對應的是jrelibext目錄中的類
 * 
 * 3）AppClassLoader 加載classpath指定的類，是最常用的加載器。同時也是java中默認的加載器。
 * 
 * 如果想要完成動態代理，首先需要定義一個InvocationHandler接口的子類，已完成代理的具體操作。
 * 
 * @author xsoftlab.net
 * 
 */
public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MyInvocationHandler demo = new MyInvocationHandler();
        Subject sub = (Subject) demo.bind(new RealSubject());
        String info = sub.say("Rollen", 20);
        System.out.println(info);
    }
}
4反射機制的應用實例

在泛型為Integer的ArrayList中存放一個String類型的對象。

package net.xsoftlab.baike;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;
public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        Method method = list.getClass().getMethod("add", Object.class);
        method.invoke(list, "Java反射機制實例。");
        System.out.println(list.get(0));
    }
}
通過反射取得並修改數組的信息

package net.xsoftlab.baike;

import java.lang.reflect.Array;
public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        int[] temp = { 1, 2, 3, 4, 5 };
        Class<?> demo = temp.getClass().getComponentType();
        System.out.println("數組類型： " + demo.getName());
        System.out.println("數組長度  " + Array.getLength(temp));
        System.out.println("數組的第一個元素: " + Array.get(temp, 0));
        Array.set(temp, 0, 100);
        System.out.println("修改之後數組第一個元素為： " + Array.get(temp, 0));
    }
}
通過反射機制修改數組的大小

package net.xsoftlab.baike;

import java.lang.reflect.Array;
public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        int[] temp = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
        int[] newTemp = (int[]) arrayInc(temp, 15);
        print(newTemp);
        String[] atr = { "a", "b", "c" };
        String[] str1 = (String[]) arrayInc(atr, 8);
        print(str1);
    }
    // 修改數組大小
    public static Object arrayInc(Object obj, int len) {
        Class<?> arr = obj.getClass().getComponentType();
        Object newArr = Array.newInstance(arr, len);
        int co = Array.getLength(obj);
        System.arraycopy(obj, 0, newArr, 0, co);
        return newArr;
    }
    // 打印
    public static void print(Object obj) {
        Class<?> c = obj.getClass();
        if (!c.isArray()) {
            return;
        }
        System.out.println("數組長度為： " + Array.getLength(obj));
        for (int i = 0; i < Array.getLength(obj); i++) {
            System.out.print(Array.get(obj, i) + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}
將反射機制應用於工廠模式

package net.xsoftlab.baike;
interface fruit {
    public abstract void eat();
}
class Apple implements fruit {
    public void eat() {
        System.out.println("Apple");
    }
}
class Orange implements fruit {
    public void eat() {
        System.out.println("Orange");
    }
}
class Factory {
    public static fruit getInstance(String ClassName) {
        fruit f = null;
        try {
            f = (fruit) Class.forName(ClassName).newInstance();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return f;
    }
}
/**
 * 對於普通的工廠模式當我們在添加一個子類的時候，就需要對應的修改工廠類。 當我們添加很多的子類的時候，會很麻煩。
 * Java 工廠模式可以參考
 * http://baike.xsoftlab.net/view/java-factory-pattern
 * 
 * 現在我們利用反射機制實現工廠模式，可以在不修改工廠類的情況下添加任意多個子類。
 * 
 * 但是有一點仍然很麻煩，就是需要知道完整的包名和類名，這裏可以使用properties配置文件來完成。
 * 
 * java 讀取 properties 配置文件 的方法可以參考
 * http://baike.xsoftlab.net/view/java-read-the-properties-configuration-file
 * 
 * @author xsoftlab.net
 */
public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        fruit f = Factory.getInstance("net.xsoftlab.baike.Apple");
        if (f != null) {
            f.eat();
        }
    }
}

Java反射機制詳解