Java反射機制深刻詳解

時間  2019-12-07
標籤 java 反射 機制 深刻 詳解 欄目 Java 简体版
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一.概念

　　反射就是把Java的各類成分映射成相應的Java類。java

　　Class類的構造方法是private，由JVM建立。面試

　　反射是java語言的一個特性，它允程序在運行時（注意不是編譯的時候）來進行自我檢查而且對內部的成員進行操做。例如它容許一個java的類獲取他全部的成員變量和方法而且顯示出來。Java 的這一能力在實際應用中也許用得不是不少，可是在其它的程序設計語言中根本就不存在這一特性。例如，Pascal、C 或者 C++ 中就沒有辦法在程序中得到函數定義相關的信息。 （來自Sun）spring

　　JavaBean 是 reflection 的實際應用之一，它能讓一些工具可視化的操做軟件組件。這些工具經過 reflection 動態的載入並取得 Java 組件(類) 的屬性。數組

　　反射是從1.2就有的，後面的三大框架都會用到反射機制,涉及到類"Class",沒法直接new CLass()，其對象是內存裏的一份字節碼.　　框架

　　Class 類的實例表示正在運行的 Java 應用程序中的類和接口。枚舉是一種類，註釋是一種接口。每一個數組屬於被映射爲 Class 對象的一個類，全部具備相同元素類型和維數的數組都共享該 Class 對象。基本的 Java類型（boolean、byte、char、short、int、long、float 和 double）和關鍵字 void 也表示爲 Class 對象。Class 沒有公共構造方法。Class 對象是在加載類時由 Java 虛擬機以及經過調用類加載器中的 defineClass 方法自動構造的。　ide

1 Person p1 = new Person();
2 //下面的這三種方式均可以獲得字節碼
3 CLass c1 = Date.class();
4 p1.getClass(); 
5 //若存在則加載，不然新建,每每使用第三種,類的名字在寫源程序時不須要知道，到運行時再傳遞過來
6 Class.forName("java.lang.String");

　　CLass.forName()字節碼已經加載到java虛擬機中，去獲得字節碼；java虛擬機中尚未生成字節碼 用類加載器進行加載，加載的字節碼緩衝到虛擬機中。　函數

　　考慮下面這個簡單的例子，讓咱們看看 reflection 是如何工做的。工具

import java.lang.reflect.*;  

public class DumpMethods {  
   public static void main(String args[]) {  
      try {  
           Class c = Class.forName("java.util.Stack");  

           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);  
      }  
   }  
}

 

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)

　　這樣就列出了java.util.Stack 類的各方法名以及它們的限制符和返回類型。這個程序使用 Class.forName 載入指定的類，而後調用 getDeclaredMethods 來獲取這個類中定義了的方法列表。java.lang.reflect.Methods 是用來描述某個類中單個方法的一個類。ui

　　如下示例使用 Class 對象來顯示對象的類名：this

1 void printClassName(Object obj) {
2          System.out.println("The class of " + obj +
3                             " is " + obj.getClass().getName());
4      }

　　還可使用一個類字面值（JLS Section 15.8.2）來獲取指定類型（或 void）的 Class 對象。例如：

1 System.out.println("The name of class Foo is: "+Foo.class.getName());

 　　在沒有對象實例的時候，主要有兩種辦法。

//得到類類型的兩種方式        
Class cls1 = Role.class;        
Class cls2 = Class.forName("yui.Role");

　　注意第二種方式中，forName中的參數必定是完整的類名（包名+類名），而且這個方法須要捕獲異常。如今獲得cls1就能夠建立一個Role類的實例了，利用Class的newInstance方法至關於調用類的默認的構造器。

1 Object o = cls1.newInstance(); 
2 //建立一個實例        
3 //Object o1 = new Role();   //與上面的方法等價

二.經常使用方法　　

　　1.isPrimitive(判斷是不是基本類型的字節碼)

public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        String str = "abc";
        Class cls1 = str.getClass();
        Class cls2 = String.class;
        Class cls3 = null;//必需要加上null
        try {
            cls3 = Class.forName("java.lang.String");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(cls1==cls2);
        System.out.println(cls1==cls3);
        
        System.out.println(cls1.isPrimitive());
        System.out.println(int.class.isPrimitive());//斷定指定的 Class 對象是否表示一個基本類型。
        System.out.println(int.class == Integer.class);
        System.out.println(int.class == Integer.TYPE);
        System.out.println(int[].class.isPrimitive());
        System.out.println(int[].class.isArray());
    }
}
/*
 * true
true
false
true
false
true
false
true

 */
*/

　　2.getConstructor和getConstructors()

　　java中構造方法沒有前後順序，經過類型和參數個數區分。　

public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException {
        // TODO Auto-generated method stub
        String str = "abc";
        
        System.out.println(String.class.getConstructor(StringBuffer.class));
    }
}

　　3.Filed類表明某一類中的一個成員變量。

import java.lang.reflect.Field;
public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
        ReflectPointer rp1 = new ReflectPointer(3,4);
        Field fieldx = rp1.getClass().getField("x");//必須是x或者y
        System.out.println(fieldx.get(rp1));
        
        /*
         * private的成員變量必須使用getDeclaredField，並setAccessible(true),不然看獲得拿不到
         */
        Field fieldy = rp1.getClass().getDeclaredField("y");
        fieldy.setAccessible(true);//暴力反射
        System.out.println(fieldy.get(rp1));
        
    }
}

class ReflectPointer {
    
    public int x = 0;
    private int y = 0;
    
    public ReflectPointer(int x,int y) {//alt + shift +s至關於右鍵source
        super();
        // TODO Auto-generated constructor stub
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

三.典型例題

　　1.將全部String類型的成員變量裏的b改爲a。

import java.lang.reflect.Field;
public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
        ReflectPointer rp1 = new ReflectPointer(3,4);
        changeBtoA(rp1);
        System.out.println(rp1);
        
    }
    
    private static void changeBtoA(Object obj) throws RuntimeException, Exception {
        Field[] fields = obj.getClass().getFields();
        
        for(Field field : fields) {
            //if(field.getType().equals(String.class))
            //因爲字節碼只有一份,用equals語義不許確
            if(field.getType()==String.class) {
                String oldValue = (String)field.get(obj);
                String newValue = oldValue.replace('b', 'a');
                field.set(obj,newValue);
            }
        }
    }
}

class ReflectPointer {
    
    private int x = 0;
    public int y = 0;
    public String str1 = "ball";
    public String str2 = "basketball";
    public String str3 = "itcat";
    
    public ReflectPointer(int x,int y) {//alt + shift +s至關於右鍵source
        super();
        // TODO Auto-generated constructor stub
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "ReflectPointer [str1=" + str1 + ", str2=" + str2 + ", str3="
                + str3 + "]";
    }
}

　　2.寫一個程序根據用戶提供的類名，調用該類的裏的main方法。

　　爲何要用反射的方式呢？

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;

public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
        String str = args[0];
        /*
         * 這樣會數組角標越界，由於壓根沒有這個字符數組
         * 須要右鍵在run as-configurations-arguments裏輸入b.Inter（完整類名）
         * 
         */
        Method m = Class.forName(str).getMethod("main",String[].class);
        //下面這兩種方式均可以,main方法須要一個參數
        
        m.invoke(null, new Object[]{new String[]{"111","222","333"}});
        m.invoke(null, (Object)new String[]{"111","222","333"});//這個能夠說明，數組也是Object
        /*
         * m.invoke(null, new String[]{"111","222","333"})
         * 上面的不能夠,由於java會自動拆包
         */
    }
}

class Inter {
    public static void main(String[] args) {
        for(Object obj : args) {
            System.out.println(obj);
        }
    }
}

　　3.模擬 instanceof 操做符

class S {  
}   

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

　　在這個例子中建立了一個S 類的 Class 對象，而後檢查一些對象是不是S的實例。Integer(37) 不是，但 new S()是。

四.Method類

　　表明類（不是對象）中的某一方法。

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
/*
 * 人在黑板上畫圓，涉及三個對象,畫圓須要圓心和半徑，可是是私有的，畫圓的方法
 * 分配給人不合適。
 * 
 * 司機踩剎車，司機只是給列車發出指令，剎車的動做還須要列車去完成。
 * 
 * 面試常常考面向對象的設計，好比人關門，人只是去推門。
 * 
 * 這就是專家模式：誰擁有數據，誰就是專家,方法就分配給誰
 */
public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
        String str = "shfsfs";
        //包開頭是com表示是sun內部用的，java打頭的纔是用戶的
        Method mtCharAt = String.class.getMethod("charAt", int.class);
        Object ch = mtCharAt.invoke(str,1);//若第一個參數是null，則確定是靜態方法
        System.out.println(ch);
        
        System.out.println(mtCharAt.invoke(str, new Object[]{2}));//1.4語法
        
    }
    
}

五.數組的反射

　　Array工具類用於完成數組的反射操做。

　　同類型同緯度有相同的字節碼。

　　int.class和Integer.class不是同一份字節碼，Integer.TYPE，TYPE表明包裝類對應的基本類的字節碼    int.class==Integer.TYPE

import java.util.Arrays;

/*
 * 從這個例子看出即使字節碼相同可是對象也不必定相同,根本不是一回事
 * 
 */
public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
        int[] a = new int[3];
        int[] b = new int[]{4,5,5};//直接賦值後不能夠指定長度，不然ＣＥ
        int[][] c = new int[3][2];
        String[] d = new String[]{"jjj","kkkk"};
        System.out.println(a==b);//false
        System.out.println(a.getClass()==b.getClass());//true
        //System.out.println(a.getClass()==d.getClass());    //比較字節碼a和cd也無法比
        System.out.println(a.getClass());//輸出class [I
        System.out.println(a.getClass().getName());//輸出[I,中括號表示數組，I表示整數
        
        System.out.println(a.getClass().getSuperclass());//輸出class java.lang.Object
        System.out.println(d.getClass().getSuperclass());//輸出class java.lang.Object
        
        //因爲父類都是Object,下面都是能夠的
        Object obj1 = a;//不但是Object[]
        Object obj2 = b;
        Object[] obj3 = c;//基本類型的一位數組只能夠當作Object，非得還能夠當作Object[]
        Object obj4 = d;
        
        //注意asList處理int[]和String[]的區別
        System.out.println(Arrays.asList(b));//1.4沒有可變參數，使用的是數組,[[I@1bc4459]
        System.out.println(Arrays.asList(d));//[jjj, kkkk]
        
    }
}

六.結束語

　　以上就是反射機制的簡單的使用，顯然學過spring的朋友必定明白了，爲何能夠經過配置文件就可讓咱們得到指定的方法和變量，在咱們建立對象的時候都是經過傳進string實現的，就好像你須要什麼，咱們去爲你生產，還有咱們一直在用Object,這就說明java語言的動態特性，依賴性大大的下降了。

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