Kotlin中的反射

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Java中的反射機制，使得咱們能夠在運行期獲取Java類的字節碼文件中的構造函數，成員變量，成員函數等信息。這一特性使得反射機制被經常用在框架中，想要比較系統的瞭解Kotlin中的反射，先從Java的反射提及。

Java中的反射

一般咱們寫好的.java源碼文件，通過javac的編譯，最終生成了.class字節碼文件。這些字節碼文件是與平臺無關的，使用時經過Classloader去加載這些.class字節碼文件，從而讓程序按照咱們編寫好的業務邏輯運行。Java的反射主要是從這些.class文件中獲取咱們想要獲得的內容，那麼Java中的反射可以獲得哪些內容呢？

獲取Class對象

Java是面向對象的語言，一樣的.class字節碼文件也不例外，想要獲取.class文件中的內容，就要先獲取.class文件對應的Class對象。Java中獲取Class對象的方式有三種。

//1.Class.forName("類名字符串") （注意：類名字符串必須是全稱，包名+類名）
Class baseInfo = Class.forName("top.sguotao.ReflectionJava");
 //2.類名.class
Class object = Object.class;
//3.實例對象.getClass()
Class date = (new Date()).getClass();
Class testclass = this.getClass();
複製代碼

獲取類的構造函數Constructor

獲取Class對象以後，就能夠獲取其中的構造函數，從而去建立實例對象。類的構造函數對應java.lang.reflect.Constructor。獲取構造函數概括起來有如下五種方式:

// 1.獲取參數列表是parameterTypes，訪問控制符是public的構造函數
    public Constructor getConstructor(Class[] parameterTypes) // 2.獲取全部訪問控制符是public的構造函數 public Constructor[] getConstructors() // 3.獲取參數列表是parameterTypes，而且是類自身聲明的構造函數，訪問控制符包含public、protected和private的函數。 public Constructor getDeclaredConstructor(Class[] parameterTypes) //4.獲取類自身聲明的所有的構造函數，訪問控制符包含public、protected和private的函數。 public Constructor[] getDeclaredConstructors() //5.若是類聲明在其它類的構造函數中，返回該類所在的構造函數，若是存在則返回，不存在返回null public Constructor getEnclosingConstructor() 複製代碼

獲取類的成員變量

類的成員變量對應的是java.lang.reflect.Field，獲取成員變量概括起來有如下四種方式：

//1.獲取「名稱是name」的public的成員變量(包括從基類繼承的、從接口實現的全部public成員變量)
    public Field getField(String name) //2.獲取所有的public成員變量(包括從基類繼承的、從接口實現的全部public成員變量) public Field[] getFields() //3.獲取「名稱是name」，而且是類自身聲明的成員變量，包含public、protected和private成員變量。 public Field getDeclaredField(String name) //4.獲取所有的類自身聲明的成員變量，包含public、protected和private成員變量。 public Field[] getDeclaredFields() 複製代碼

獲取類的成員函數

類的成員函數對應的是java.lang.reflect.Method，獲取成員函數概括起來有下面5種方式：

// 1.獲取函數名是name，參數是parameterTypes的public的函數(包括從基類繼承的、從接口實現的全部public函數)
    public Method getMethod(String name, Class[] parameterTypes) //2.獲取所有的public的函數(包括從基類繼承的、從接口實現的全部public函數) public Method[] getMethods() //3.獲取函數名name，參數是parameterTypes，而且是類自身聲明的函數，包含public、protected和private方法。 public Method getDeclaredMethod(String name, Class[] parameterTypes) //4.獲取所有的類自身聲明的函數，包含public、protected和private方法。 public Method[] getDeclaredMethods() //5.若是這個類是其它類中某個方法的內部類，調用getEnclosingMethod()就是這個類所在的方法；若不存在，返回null。 public Method getEnclosingMethod() 複製代碼

獲取類的其它信息

獲取類的註解信息，對應的是java.lang.annotation.Annotation接口，獲取類的註解信息概括起來有下面3種方法：

//1.獲取類的annotationClass類型的註解 (包括從基類繼承的、從接口實現的全部public成員變量)
public Annotation<A> getAnnotation(Class annotationClass) //2.獲取類的所有註解 (包括從基類繼承的、從接口實現的全部public成員變量) public Annotation[] getAnnotations() //3.獲取類自身聲明的所有註解 (包含public、protected和private成員變量) public Annotation[] getDeclaredAnnotations() 複製代碼

獲取類的接口和基類的信息，對應的是java.lang.reflect.Type接口，獲取類的接口和基類信息有下面兩個方法：

// 獲取實現的所有接口
public Type[] getGenericInterfaces()

// 獲取基類
public Type getGenericSuperclass() 複製代碼

獲取類的其它描述信息。

//1.獲取類名
    public String getSimpleName() //2.獲取完整類名 public String getName() //3.判斷類是否是枚舉類 public boolean isEnum() //4.判斷obj是否是類的實例對象 public boolean isInstance(Object obj) //5.判斷類是否是接口 public boolean isInterface() //6.判斷類是否是本地類，所謂本地類,就是定義在方法內部的類。 public boolean isLocalClass() //7.判斷類是否是成員類，所謂成員類,就是常見的內部類，是指不在代碼塊，構造函數和成員方法中的內部類。 public boolean isMemberClass() //8.判斷類是否是基本類型。 基本類型，包括void和boolean、byte、char、short、int、long、float 和 double這幾種類型。 public boolean isPrimitive() 複製代碼

Kotlin中的反射

在Kotlin中，字節碼對應的類是kotlin.reflect.KClass，由於Kotlin百分之百兼容Java，因此Kotlin中可使用Java中的反射，可是因爲Kotlin中字節碼.class對應的是KClass類，因此若是想要使用Java中的反射，須要首先獲取Class的實例，在Kotlin中能夠經過如下兩種方式來獲取Class實例。

//1.經過實例.javaClass
var hello = HelloWorld()
hello.javaClass

 //2.經過類Kclass類的.java屬性
HelloWorld::class.java
複製代碼

獲取了Class實例，就能夠調用上面介紹的方法，獲取各類在Java中定義的類的信息了。

固然Kotlin中除了可使用Java中的反射之外，還可使用Kotlin中聲明的一些方法，固然同Java中反射同樣，想要使用這些方法，先要獲取Kclass對象，在Kotlin中能夠經過如下兩種方式獲取Kclass實例。

//1.經過類::class的方式獲取Kclass實例
val clazz1: KClass<*> = HelloWorld::class
//2.經過實例.javaClass.kotlin獲取Kclass實例
var hello = HelloWorld()
val clazz2 = hello.javaClass.kotlin
複製代碼

獲取了Kclass實例以後，就能夠調用Kotlin中聲明的一些關於反射的方法了，那麼都有哪些方法呢？

構造函數Constructor

Kotlin能夠經過下面的方法，獲取全部的構造函數。

//返回這個類的全部構造器
public val constructors: Collection<KFunction<T>>
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成員變量和成員函數

Kotlin中獲取成員變量和成員函數的方法有6個。

//返回類可訪問的全部函數和屬性，包括繼承自基類的，可是不包括構造器
    override val members: Collection<KCallable<*>>
    //返回類聲明的全部函數
    val KClass<*>.declaredFunctions: Collection<KFunction<*>>
    //返回類的擴展函數
    val KClass<*>.declaredMemberExtensionFunctions: Collection<KFunction<*>>
    //返回類的擴展屬性
    val <T : Any> KClass<T>.declaredMemberExtensionProperties: Collection<KProperty2<T, *, *>>
    //返回類自身聲明的成員函數
    val KClass<*>.declaredMemberFunctions: Collection<KFunction<*>>
    //返回類自身聲明的成員變量（屬性）
    val <T : Any> KClass<T>.declaredMemberProperties: Collection<KProperty1<T, *>>
複製代碼

類相關信息

能夠看到Kotlin反射中，能夠獲取比Java反射更多的關於類的信息。

//1.返回類的名字
public val simpleName: String?
 //2.返回類的全包名
public val qualifiedName: String?
//3.若是這個類聲明爲object，則返回其實例，不然返回null
public val objectInstance: T?
//4.返回類的可見性
@SinceKotlin("1.1")
public val visibility: KVisibility?
//5.判斷類是否爲final類（在Kotlin中，類默認是final的，除非這個類聲明爲open或者abstract)
@SinceKotlin("1.1")
public val isFinal: Boolean
//6.判斷類是不是open的(abstract類也是open的），表示這個類能夠被繼承
@SinceKotlin("1.1")
public val isOpen: Boolean
//7.判斷類是否爲抽象類
@SinceKotlin("1.1")
public val isAbstract: Boolean
//8.判斷類是否爲密封類，密封類:用sealed修飾，其子類只能在其內部定義
@SinceKotlin("1.1")
public val isSealed: Boolean
//9.判斷類是否爲data類
@SinceKotlin("1.1")
public val isData: Boolean
//10.判斷類是否爲成員類
@SinceKotlin("1.1")
public val isInner: Boolean
//11.判斷類是否爲companion object
@SinceKotlin("1.1")
public val isCompanion: Boolean    
//12.返回類中定義的其餘類，包括內部類(inner class聲明的)和嵌套類(class聲明的)
public val nestedClasses: Collection<KClass<*>>
 //13.判斷一個對象是否爲此類的實例
@SinceKotlin("1.1")
public fun isInstance(value: Any?): Boolean
//14.返回這個類的泛型列表
@SinceKotlin("1.1")
public val typeParameters: List<KTypeParameter>
//15.類其直接基類的列表
@SinceKotlin("1.1")
public val supertypes: List<KType>
//16.返回類全部的基類
val KClass<*>.allSuperclasses: Collection<KClass<*>>
//17.返回類的伴生對象companionObject
val KClass<*>.companionObject: KClass<*>?
複製代碼

使用Kotin中反射注意的問題

在Kotlin1.1中若是反射String，Map，List等類型時，會拋出一個built-in Kotlin Types的異常，這是由於在Kotlin1.1版本中尚未對這些類型添加支持，在Kotlin1.2版本中，這個問題已經解決。

Kotlin關於反射的內容都放在kotlin-reflect的jar包中，這個jar包有2.6M，對於移動端開發，須要佔用必定的內存空間。

最後就是關於Kotlin反射的效率問題，在Java中反射大概須要幾十微秒，在Kotlin就須要幾百甚至上千微秒，若是是經過反射訪問對象或構造屬性，甚至須要上萬微秒，對此，官方給出的解釋是，如今尚未精力進行優化，相信後續的版本中，效率問題會有所改善。

參考連接

1. Kotlin Bootcamp for Programmers
2. Kotlin Koans