JAVA反射机制_JAVA_编程开发_程序员俱乐部

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。 Java 的这一能力在实际应用中也许用得不是很多，但是在其它的程序设计语言中根本就不存在这一特性。例如，Pascal、C 或者 C++ 中就没有办法在程序中获得函数定义相关的信息。

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。

class="highlighter-j" style="border: none; background-color: #ffffff; color: #5c5c5c; margin-bottom: 1px !important; margin-left: 45px !important;">
1. import?java.lang.reflect.*;?
2. public?class?DumpMethods?{?
3. ???public?static?void?main(String?args[])?{?
4. ??????try?{?
5. ???????????Class?c?=?Class.forName("java.util.Stack");?
6. ???????????Method?m[]?=?c.getDeclaredMethods();?
7. ????????????
8. ???????????for?(int?i?=?0;?i?<?m.length;?i++)?
9. ???????????????System.out.println(m[i].toString());?
10. ??????}?
11. ??????catch?(Throwable?e){?
12. ????????????System.err.println(e);?
13. ??????}?
14. ???}?
15. }

它的结果输出为：

1. public?synchronized?java.lang.Object?java.util.Stack.pop()
2. public?java.lang.Object?java.util.Stack.push(java.lang.Object)
3. public?boolean?java.util.Stack.empty()
4. public?synchronized?java.lang.Object?java.util.Stack.peek()
5. 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：

1. Class?c?=?Class.forName("java.lang.String");?
2. Method?m[]?=?c.getDeclaredMethods();?
3. 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 caozuofu.html" target="_blank">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：

1. class?S?{?
2. }??
3. public?class?IsInstance?{?
4. ???public?static?void?main(String?args[])?{?
5. ??????try?{?
6. ???????????Class?cls?=?Class.forName("S");?
7. ???????????boolean?b1?=?cls.isInstance(new?Integer(37));?
8. ???????????System.out.println(b1);?
9. ???????????boolean?b2?=?cls.isInstance(new?S());?
10. ???????????System.out.println(b2);?
11. ??????}?
12. ??????catch?(Throwable?e)?{?
13. ???????????System.err.println(e);?
14. ??????}?
15. ???}?
16. }

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

1. import?java.lang.reflect.*;??
2. public?class?Method1?{?
3. ???private?int?f1(Object?p,?int?x)?throws?NullPointerException?{?
4. ???if?(p?==?null)?
5. ??????throw?new?NullPointerException();?
6. ???return?x;?
7. }??
8. ???public?static?void?main(String?args[])?{?
9. ???????try?{?
10. ???????????Class?cls?=?Class.forName("Method1");?
11. ???????????Method?methlist[]?=?cls.getDeclaredMethods();?
12. ???????????for?(int?i?=?0;?i?<?methlist.length;?i++)?{?
13. ???????????????Method?m?=?methlist[i];?
14. ???????????????System.out.println("name?=?"?+?m.getName());?
15. ???????????????System.out.println("decl?class?=?"?+?m.getDeclaringClass());?
16. ???????????????Class?pvec[]?=?m.getParameterTypes();?
17. ???????????????for?(int?j?=?0;?j?<?pvec.length;?j++)?
18. ???????????????????System.out.println("param?#"?+?j?+?"?"?+?pvec[j]);?
19. ???????????????Class?evec[]?=?m.getExceptionTypes();?
20. ???????????????for?(int?j?=?0;?j?<?evec.length;?j++)?
21. ???????????????????System.out.println("exc?#"?+?j?+?"?"?+?evec[j]);?
22. ???????????????System.out.println("return?type?=?"?+?m.getReturnType());?
23. ???????????????System.out.println("-----");?
24. ???????????}?
25. ???????}?
26. ???????catch?(Throwable?e)?{?
27. ???????????System.err.println(e);?
28. ???????}?
29. ???}?
30. }??

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：

?

1. name?=?f1?
2. decl?class?=?class?method1?
3. param?#0?class?java.lang.Object?
4. param?#1?int?
5. exc?#0?class?java.lang.NullPointerException?
6. return?type?=?int
7. -----
8. name?=?main?
9. decl?class?=?class?method1?
10. param?#0?class?[Ljava.lang.String;?
11. 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：

1. import?java.lang.reflect.*;
2. public?class?Constructor1?{?
3. ???public?Constructor1()?{?
4. ???}??
5. ???protected?Constructor1(int?i,?double?d)?{?
6. ???}??
7. ???public?static?void?main(String?args[])?{?
8. ??????try?{?
9. ???????????Class?cls?=?Class.forName("Constructor1");?
10. ???????????Constructor?ctorlist[]?=?cls.getDeclaredConstructors();?
11. ???????????for?(int?i?=?0;?i?<?ctorlist.length;?i++)?{?
12. ??????????????Constructor?ct?=?ctorlist[i];?
13. ??????????????System.out.println("name?=?"?+?ct.getName());?
14. ??????????????System.out.println("decl?class?=?"?+?ct.getDeclaringClass());?
15. ??????????????Class?pvec[]?=?ct.getParameterTypes();?
16. ??????????????for?(int?j?=?0;?j?<?pvec.length;?j++)?
17. ?????????????????System.out.println("param?#"?+?j?+?"?"?+?pvec[j]);?
18. ??????????????Class?evec[]?=?ct.getExceptionTypes();?
19. ??????????????for?(int?j?=?0;?j?<?evec.length;?j++)?
20. ?????????????????System.out.println("exc?#"?+?j?+?"?"?+?evec[j]);?
21. ??????????????System.out.println("-----");?
22. ???????????}?
23. ??????}?
24. ??????catch?(Throwable?e)?{?
25. ???????????System.err.println(e);?
26. ??????}?
27. ???}?
28. }?

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：

1. name?=?Constructor1
2. decl?class?=?class?Constructor1
3. param?#0?int
4. param?#1?double
5. -----
6. name?=?Constructor1
7. decl?class?=?class?Constructor1
8. -----

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：

1. import?java.lang.reflect.*;??
2. public?class?Field1?{?
3. ???private?double?d;?
4. ???public?static?final?int?i?=?37;?
5. ???String?s?=?"testing";??
6. ???public?static?void?main(String?args[])?{?
7. ??????try?{?
8. ???????????Class?cls?=?Class.forName("Field1");?
9. ???????????Field?fieldlist[]?=?cls.getDeclaredFields();?
10. ???????????for?(int?i?=?0;?i?<?fieldlist.length;?i++)?{?
11. ??????????????Field?fld?=?fieldlist[i];?
12. ??????????????System.out.println("name?=?"?+?fld.getName());?
13. ??????????????System.out.println("decl?class?=?"?+?fld.getDeclaringClass());?
14. ??????????????System.out.println("type?=?"?+?fld.getType());?
15. ??????????????int?mod?=?fld.getModifiers();?
16. ??????????????System.out.println("modifiers?=?"?+?Modifier.toString(mod));?
17. ??????????????System.out.println("-----");?
18. ???????????}?
19. ??????}?
20. ??????catch?(Throwable?e)?{?
21. ???????????System.err.println(e);?
22. ??????}?
23. ???}?
24. }??

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：

1. name?=?d
2. decl?class?=?class?Field1
3. type?=?double
4. modifiers?=?private
5. -----
6. name?=?i
7. decl?class?=?class?Field1
8. type?=?int
9. modifiers?=?public?static?final
10. -----
11. name?=?s
12. decl?class?=?class?Field1
13. type?=?class?java.lang.String
14. modifiers?=?
15. -----

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：

1. import?java.lang.reflect.*;?
2. public?class?Method2?{?
3. ???public?int?add(int?a,?int?b)?{?
4. ??????return?a?+?b;?
5. ???}?
6. ???public?static?void?main(String?args[])?{?
7. ??????try?{?
8. ???????????Class?cls?=?Class.forName("Method2");?
9. ???????????Class?partypes[]?=?new?Class[2];?
10. ???????????partypes[0]?=?Integer.TYPE;?
11. ???????????partypes[1]?=?Integer.TYPE;?
12. ???????
13. ???????????Method?meth?=?cls.getMethod("add",?partypes);?
14. ???????????Method2?methobj?=?new?Method2();?
15. ???????????Object?arglist[]?=?new?Object[2];?
16. ???????????arglist[0]?=?new?Integer(37);?
17. ???????????arglist[1]?=?new?Integer(47);?
18. ???????????Object?retobj?=?meth.invoke(methobj,?arglist);?
19. ???????????Integer?retval?=?(Integer)?retobj;?
20. ???????????System.out.println(retval.intValue());?
21. ??????}?
22. ??????catch?(Throwable?e)?{?
23. ???????????System.err.println(e);?
24. ??????}?
25. ???}?
26. }

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：

1. import?java.lang.reflect.*;??
2. public?class?Constructor2?{?
3. ???public?Constructor2()?{?
4. ???}??
5. ???public?Constructor2(int?a,?int?b)?{?
6. ??????System.out.println("a?=?"?+?a?+?"?b?=?"?+?b);?
7. ???}??
8. ???public?static?void?main(String?args[])?{?
9. ??????try?{?
10. ???????????Class?cls?=?Class.forName("Constructor2");?
11. ???????????Class?partypes[]?=?new?Class[2];?
12. ???????????partypes[0]?=?Integer.TYPE;?
13. ???????????partypes[1]?=?Integer.TYPE;?
14. ???????????Constructor?ct?=?cls.getConstructor(partypes);?
15. ???????????Object?arglist[]?=?new?Object[2];?
16. ???????????arglist[0]?=?new?Integer(37);?
17. ???????????arglist[1]?=?new?Integer(47);?
18. ???????????Object?retobj?=?ct.newInstance(arglist);?
19. ??????}?
20. ??????catch?(Throwable?e)?{?
21. ???????????System.err.println(e);?
22. ??????}?
23. ???}?
24. }?

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。

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：

1. import?java.lang.reflect.*;??
2. public?class?Field2?{?
3. ???public?double?d;??
4. ???public?static?void?main(String?args[])?{?
5. ??????try?{?
6. ???????????Class?cls?=?Class.forName("Field2");?
7. ???????????Field?fld?=?cls.getField("d");?
8. ???????????Field2?f2obj?=?new?Field2();?
9. ???????????System.out.println("d?=?"?+?f2obj.d);?
10. ???????????fld.setDouble(f2obj,?12.34);?
11. ???????????System.out.println("d?=?"?+?f2obj.d);?
12. ??????}?
13. ??????catch?(Throwable?e)?{?
14. ???????????System.err.println(e);?
15. ??????}?
16. ???}?
17. }?

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：

1. import?java.lang.reflect.*;??
2. public?class?Array1?{?
3. ???public?static?void?main(String?args[])?{?
4. ??????try?{?
5. ???????????Class?cls?=?Class.forName("java.lang.String");?
6. ???????????Object?arr?=?Array.newInstance(cls,?10);?
7. ???????????Array.set(arr,?5,?"this?is?a?test");?
8. ???????????String?s?=?(String)?Array.get(arr,?5);?
9. ???????????System.out.println(s);?
10. ??????}?
11. ??????catch?(Throwable?e)?{?
12. ???????????System.err.println(e);?
13. ??????}?
14. ???}?
15. }?

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：

1. import?java.lang.reflect.*;??
2. public?class?Array2?{?
3. ???public?static?void?main(String?args[])?{?
4. ??????int?dims[]?=?new?int[]{5,?10,?15};?
5. ??????Object?arr?=?Array.newInstance(Integer.TYPE,?dims);?
6. ??????Object?arrobj?=?Array.get(arr,?3);?
7. ??????Class?cls?=?arrobj.getClass().getComponentType();?
8. ??????System.out.println(cls);?
9. ??????arrobj?=?Array.get(arrobj,?5);?
10. ??????Array.setInt(arrobj,?10,?37);?
11. ??????int?arrcast[][][]?=?(int[][][])?arr;?
12. ??????System.out.println(arrcast[3][5][10]);?
13. ???}?
14. }?

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。

?

本文转自：http://blog.csdn.net/justinavril/article/details/2873664

?另：参考文档：http://www.oracle.com/technetwork/articles/java/javareflection-1536171.html