Java反射机制

Posted 2023-02-26 吴二喵

Java反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为Java语言的反射机制。

sun为我们提供了反射机制中的类主要是以下几个：
java.lang.Class;
java.lang.reflect.Constructor; java.lang.reflect.Field;
java.lang.reflect.Method;
java.lang.reflect.Modifier;

很多反射中的方法，属性等操作我们可以从这四个类中查询。

一、关于Class

1、Class是一个类，一个描述类的类（也就是描述类本身），封装了描述方法的Method，描述字段的Filed，描述构造器的Constructor等属性
2、对象照镜子后（反射）可以得到的信息：某个类的数据成员名、方法和构造器、某个类到底实现了哪些接口。
3、对于每个类而言，JRE 都为其保留一个不变的 Class 类型的对象。
一个 Class 对象包含了特定某个类的有关信息。
4、Class 对象只能由系统建立对象
5、一个类在 JVM 中只会有一个Class实例

package com.java.reflection;  

public class Person   
    String name;  
    private int age;  

    public Person()   
        System.out.println("无参构造器");  
      

    public Person(String name, int age)   
        System.out.println("有参构造器");  
        this.name = name;  
        this.age = age;  
      

    public String getName()   
        return name;  
      

    public void setName(String name)   
        this.name = name;  
      

    public int getAge()   
        return age;  
      

    public void setAge(int age)   
        this.age = age;  
      

    @Override  
    public String toString()   
        return "Person" +  
                "name='" + name + '\\'' +  
                ", age=" + age +  
                '';  
      
  

二、反射机制获取类的三种方法

/** 
 * 反射机制获取类有三种方法 
 */  
@Test  
public void testGetClass() throws ClassNotFoundException   
    Class clazz = null;  

    //1 直接通过类名.Class的方式得到  
    clazz = Person.class;  
    System.out.println("通过类名: " + clazz);  

    //2 通过对象的getClass()方法获取,这个使用的少（一般是传的是Object，不知道是什么类型的时候才用）  
    Object obj = new Person();  
    clazz = obj.getClass();  
    System.out.println("通过getClass(): " + clazz);  

    //3 通过全类名获取，用的比较多，但可能抛出ClassNotFoundException异常  
    clazz = Class.forName("com.java.reflection.Person");  
    System.out.println("通过全类名获取: " + clazz);  

结果为：

通过类名: class com.java.reflection.Person
无参构造器
通过getClass(): class com.java.reflection.Person
通过全类名获取: class com.java.reflection.Person

三、利用newInstance创建对象：调用的类必须有无参的构造器

/** 
 * Class类的newInstance()方法，创建类的一个对象。 
 */  
@Test  
public void testNewInstance()  
        throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException   

    Class clazz = Class.forName("com.java.reflection.Person");  

    //使用Class类的newInstance()方法创建类的一个对象  
    //实际调用的类的那个 无参数的构造器（这就是为什么写的类的时候，要写一个无参数的构造器，就是给反射用的）  
    //一般的，一个类若声明了带参数的构造器，也要声明一个无参数的构造器  
    Object obj = clazz.newInstance();  
    System.out.println(obj);  
  

输出结果：

无参构造器
Personname=’null’, age=0

四、ClassLoader类加载器

/** 
 * ClassLoader类装载器 
 */  
@Test  
public void testClassLoader1() throws ClassNotFoundException, IOException   
    //1、获取一个系统的类加载器  
    ClassLoader classLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();  
    System.out.println("系统的类加载器-->" + classLoader);  

    //2、获取系统类加载器的父类加载器(扩展类加载器（extensions classLoader）)  
    classLoader = classLoader.getParent();  
    System.out.println("扩展类加载器-->" + classLoader);  

    //3、获取扩展类加载器的父类加载器  
    //输出为Null,无法被Java程序直接引用  
    classLoader = classLoader.getParent();  
    System.out.println("启动类加载器-->" + classLoader);  

    //  

    //4、测试当前类由哪个类加载器进行加载 ,结果就是系统的类加载器  
    classLoader = Class.forName("com.java.reflection.Person").getClassLoader();  
    System.out.println("当前类由哪个类加载器进行加载-->"+classLoader);  

    //5、测试JDK提供的Object类由哪个类加载器负责加载的  
    classLoader = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();  
    System.out.println("JDK提供的Object类由哪个类加载器加载-->" + classLoader);  
  

输出结果：

系统的类加载器-->sun.misc.Launcher$AppClassLoader@43be2d65
扩展类加载器-->sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@7a9664a1
启动类加载器-->null
当前类由哪个类加载器进行加载-->sun.misc.Launcher$AppClassLoader@43be2d65
JDK提供的Object类由哪个类加载器加载-->null

4.1、getResourceAsStream方法

 @Test  
    public void testGetResourceAsStream() throws ClassNotFoundException, IOException   
//          这么写的话，文件需要放到src目录下  
        //       InputStream in = new FileInputStream("test.properties");  

        //5、关于类加载器的一个主要方法  
        //调用getResourceAsStream 获取类路径下的文件对应的输入流  
        InputStream in = this.getClass().getClassLoader()  
                .getResourceAsStream("com/java/reflection/test.properties");  
        System.out.println("in: " +in);  

        Properties properties = new Properties();  
        properties.load(in);  

        String driverClass = properties.getProperty("dirver");  
        String jdbcUrl = properties.getProperty("jdbcUrl");  
        //中文可能会出现乱码，需要转换一下  
        String user = new String(properties.getProperty("user").getBytes("ISO-8859-1"), "UTF-8");  
        String password = properties.getProperty("password");  

        System.out.println("diverClass: "+driverClass);  
        System.out.println("user: " + user);  
      

test.properties内容如下：

dirver=com.mysql.jdbc.Driver;
jdbcUrl=jdbc:mysql://192.168.42.108:3306/test
user=测试
password=993803

输出结果：

in: java.io.BufferedInputStream@2aca0115
diverClass: com.mysql.jdbc.Driver;
user: 测试

五、Method: 对应类中的方法

public class Person   
    private String name;  
    private int age;  

    //新增一个私有方法  
    private void privateMthod()  
      

    public Person()   
        System.out.println("无参构造器");  
      

    public Person(String name, int age)   
        System.out.println("有参构造器");  
        this.name = name;  
        this.age = age;  
      

    public String getName()   
        return name;  
      

    public void setName(String name)   
        this.name = name;  
      

    /** 
     *  
     * @param age  类型用Integer，不用int 
     */  
    public void setName(String name , int age)  
        System.out.println("name: " + name);  
        System.out.println("age:"+ age);  

      

    public int getAge()   
        return age;  
      

    public void setAge(int age)   
        this.age = age;  
      

    @Override  
    public String toString()   
        return "Person" +  
                "name='" + name + '\\'' +  
                ", age=" + age +  
                '';  
      
  

@Test  
public void testMethod() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException,   
        IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException   
    Class clazz = Class.forName("com.java.reflection.Person");  

    //1、得到clazz 对应的类中有哪些方法,不能获取private方法  
    Method[] methods =clazz.getMethods();  
    System.out.print("        getMethods: ");  
    for (Method method : methods)  
        System.out.print(method.getName() + ", ");  
      

    //2、获取所有的方法(且只获取当着类声明的方法，包括private方法）  
    Method[] methods2 = clazz.getDeclaredMethods();  
    System.out.print("\\ngetDeclaredMethods: ");  
    for (Method method : methods2)  
        System.out.print(method.getName() + ", ");  
      

    //3、获取指定的方法  
    Method method = clazz.getDeclaredMethod("setName",String.class);//第一个参数是方法名，后面的是方法里的参数  
    System.out.println("\\nmethod : " + method);  

    Method method2 = clazz.getDeclaredMethod("setName",String.class ,int.class);//第一个参数是方法名，后面的是方法里的参数  
    System.out.println("method2: " + method2);  

    //4、执行方法！  
    Object obj = clazz.newInstance();  
    method2.invoke(obj, "changwen", 22);  
  

输出结果：

getMethods: toString, getName, setName, setName, setAge, getAge, wait, wait, wait, equals, hashCode, getClass, notify, notifyAll,
getDeclaredMethods: toString, getName, setName, setName, setAge, getAge, privateMthod,
method : public void com.java.reflection.Person.setName(java.lang.String)
method2: public void com.java.reflection.Person.setName(java.lang.String,int)
无参构造器
name: changwen
age:22

六、invoke方法

public class PersonInvoke   
    public PersonInvoke()   
      

    private String method2()   
        return "Person private String method2";  
      
  

public class StudentInvoke extends PersonInvoke  
    private void method1(Integer age)   
        System.out.println("Student private void method1, age=:" +age);  
      
  

获取当前类的父类定义的私有方法

/** 
 * 获取当前类的父类中定义的私有方法 
 * 直接调用getSuperclass() 
 */  
@Test  
public void testGetSuperClass() throws Exception   
    String className = "com.java.reflection.StudentInvoke";  

    Class clazz = Class.forName(className);  
    Class superClazz = clazz.getSuperclass();  

    System.out.println(superClazz);  
    //输出结果：class com.java.reflection.PersonInvoke  
  

另一种写法

/** 
  * @param className  某个类的全类名 
  * @param methodName 类的一个方法的方法名，该方法也可能是私有方法 
  * @param args  调用该方法需要传入的参数 ...可变参数的意思 
  * @return 调用方法后的返回值 
  */  
 public Object invoke(String className, String methodName, Object ... args)   
     Object obj = null;  
     try   
         obj = Class.forName(className).newInstance();  
         return invoke(obj, methodName, args);  

      catch (InstantiationException e)   
         e.printStackTrace();  
      catch (IllegalAccessException e)   
         e.printStackTrace();  
      catch (ClassNotFoundException e)   
         e.printStackTrace();  
       
     return invoke(null, methodName, args);  
   
 /** 
  * @param obj  方法执行的那个对象 
  * @param methodName 类的一个方法的方法名，该方法也可能是私有方法,还可能是该方法在父类中定义的私有方法 
  * @param args  调用该方法需要传入的参数 ...可变参数的意思 
  * @return 调用方法后的返回值 
  */  
 public Object invoke(Object obj, String methodName, Object ... args)   
     //1、获取Method对象  
     Class [] parameterTypes = new Class[args.length];  
     for (int i=0 ; i<args.length; i++)  
         parameterTypes[i] = args[i].getClass();  
       

     try   
         //2、执行Method方法  
         Method method = getMethod(obj.getClass(), methodName,parameterTypes);  

         //通过反射执行private方法  
         method.setAccessible(true);  

         //3、返回方法的返回值  
         return method.invoke(obj,args);  

      catch (Exception e)   

       

     return null;  
   

 /** 
  * 获取clazz 的methodName 方法， 该方法可能是私有方法，还可能是父类中的私有方法 
  */  
 public Method getMethod(Class clazz, String methodName, Class ... parameterTypes)   
     //注意这个循环里的内容！！！  
     for (; clazz != Object.class; clazz = clazz.getSuperclass())  
         try   
             return clazz.getDeclaredMethod(methodName, parameterTypes);  
          catch (Exception e)  //这里要写Exception，不然会出错，应该是有部分异常没有捕获  

           
       
     return null;  
   

测试：

    @Test  
    public void testInvoke2()   
        Object obj = new StudentInvoke();  
        invoke(obj, "method1", 10);  

    Object result = invoke(obj, "method2");  
    System.out.println(result);  
  

输出结果：

    private void method1,age:10
    Person private String method2

七、Field字段

    public class Person   
        public String name;  
        private Integer age;  

    public Person()   
      

    public Person(String name, Integer age)   
        this.name = name;  
        this.age = age;  
      
  

    /** 
     * Field: 封装了字段的信息 
     */  
    @Test  
    public void testField() throws  
            ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException   

    Class clazz = Class.forName("com.java.reflection.Person");  

    //1、获取字段  
    //1.1 获取Field的数组,私有字段也能获取  
    Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();  
    for (Field field: fields)   
        System.out.print(field.getName() + ", ");  
      

    //1.2 获取指定名字的Field（如果是私有的，见下面的4)  
    Field field = clazz.getDeclaredField("name");  
    System.out.println("\\n获取指定Field名=: " + field.getName());  

    Person person = new Person("ABC", 12);  
    //2、获取指定对象的Field的值  
    Object val = field.get(person);  
    System.out.println("获取指定对象字段'name'的Field的值=： " + val);  

    //3、设置指定对象的Field的值  
    field.set(person, "changwen2");  
    System.out.println("设置指定对象字段'name'的Field的值=: " + person.name);  

    //4、若该字段是私有的，需要调用setAccessible(true)方法  
    Field field2 = clazz.getDeclaredField("age");  
    field2.setAccessible(true);  
    System.out.println("获取指定私有字段名=: " + field2.getName());  
  

输出结果：

name, age, 
获取指定Field名=: name
获取指定对象字段'name'的Field的值=： ABC
设置指定对象字段'name'的Field的值=: changwen2
获取指定私有字段名=: age

    /** 
     * 一个实例： 
     * 反射获取一个继承Person2的Student类 
     * 设置字段"age"=20(该字段可能为私有，可能在其父类中） 
     */  
    @Test  
    public void testClassField() throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException   
        String className = "com.java.reflection.Student";  
        String fieldName = "age";  //可能为私有，可能在其父类中  
        Object val = 20;  

    //创建className 对应类的对象，并为其fieldName赋值为val  
    Class clazz = Class.forName(className);  
    Field field = null;  
    for (Class clazz2 = clazz; clazz2 != Object.class; clazz2 = clazz2.getSuperclass())  
        try   
            field = clazz2.getDeclaredField(fieldName);  
         catch (Exception e)   

          
      

    Object obj = clazz.newInstance();  
    assert field != null;  
    field.setAccessible(true);  
    field.set(obj, val);  

    Student stu = (Student) obj;  
    System.out.println("age = " + stu.getAge());  
  

八、构造器(Constructor)

    /** 
     * 构造器：开发用的比较少 
     */  
    @Test  
    public void testConstructor() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException,  
            IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException   
        String className = "com.java.reflection.Person";  
        Class<Person> clazz = (Class<Person>) Class.forName(className);  
        //1.获取Constructor对象  
        Constructor<Person>[] constructors =  
                (Constructor<Person>[]) Class.forName(className).getConstructors();  

    for (Constructor<Person> constructor: constructors)   
        System.out.println(constructor);  
      

    Constructor<Person> constructor = clazz.getConstructor(String.class, Integer.class);  
    System.out.println("指定的-->" + constructor);  

    //2.调用构造器的newInstance()方法创建对象  
    Object obj= constructor.newInstance("changwen", 11);  
  

输出结果：

public com.java.reflection.Person()
public com.java.reflection.Person(java.lang.String,java.lang.Integer)
指定的-->public com.java.reflection.Person(java.lang.String,java.lang.Intege

九、注解

•从 JDK5.0 开始,Java 增加了对元数据(MetaData)的支持,也就是Annotation(注释)
•Annotation其实就是代码里的特殊标记,这些标记可以在编译,类加载, 运行时被读取,并执行相应的处理.通过使用Annotation,程序员可以在不改变原有逻辑的情况下,在源文件中嵌入一些补充信息.
•Annotation 可以像修饰符一样被使用,可用于修饰包,类,构造器, 方法,成员变量, 参数,局部变量的声明,这些信息被保存在Annotation的 “name=value”对中.
•Annotation能被用来为程序元素(类,方法,成员变量等)设置元数据
基本的 Annotation
•使用 Annotation时要在其前面增加@符号,并把该Annotation 当成一个修饰符使用.用于修饰它支持的程序元素
•三个基本的Annotation:
–@Override:限定重写父类方法,该注释只能用于方法
–@Deprecated:用于表示某个程序元素(类,方法等)已过时
–@SuppressWarnings:抑制编译器警告.
自定义 Annotation
•定义新的 Annotation类型使用@interface关键字
•Annotation 的成员变量在Annotation 定义中以无参数方法的形式来声明.其方法名和返回值定义了该成员的名字和类型.
•可以在定义Annotation的成员变量时为其指定初始值,指定成员变量的初始值可使用default关键字
•没有成员定义的Annotation称为标记;包含成员变量的Annotation称为元数据Annotation

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) //运行时检验  
@Target(value = ElementType.METHOD)  //作用在方法上  
public @interface AgeValidator   

    int min();  
    int max();  
  

/** 
 * 通过反射才能获取注解 
 */  
@Test  
public void testAnnotation() throws Exception   
    //这样的方式不能使用注解  
    Person3 person3 = new Person3();  
    person3.setAge(10);*/  

    String className = "com.java.reflection.Person3";  
    Class clazz = Class.forName(className);  
    Object obj = clazz.newInstance();  

    Method method = clazz.getDeclaredMethod("setAge",Integer.class);  
    int val =40;  

    //获取注解  
    Annotation annotation = method.getAnnotation(AgeValidator.class);  
    if (annotation != null)  
        if (annotation instanceof AgeValidator)  
            AgeValidator ageValidator = (AgeValidator) annotation;  

            if (val< ageValidator.min() || val>ageValidator.max())  
                throw new RuntimeException("数值超出范围");  
              
          
      

    method.invoke(obj, val);  
    System.out.println(obj);  
  

提取 Annotation信息
•JDK5.0 在 java.lang.reflect包下新增了 AnnotatedElement接口,该接口代表程序中可以接受注释的程序元素
•当一个 Annotation类型被定义为运行时Annotation后,该注释才是运行时可见,当 class文件被载入时保存在 class文件中的 Annotation才会被虚拟机读取
•程序可以调用AnnotationElement对象的如下方法来访问 Annotation信息
–获取 Annotation实例：
•getAnnotation(Class annotationClass)
•getDeclaredAnnotations()
•getParameterAnnotations()
JDK 的元Annotation
•JDK 的元Annotation 用于修饰其他Annotation 定义
•@Retention:只能用于修饰一个 Annotation定义,用于指定该 Annotation可以保留多长时间,@Rentention包含一个 RetentionPolicy类型的成员变量,使用 @Rentention时必须为该 value成员变量指定值:
–RetentionPolicy.CLASS:编译器将把注释记录在 class文件中.当运行 Java程序时,JVM 不会保留注释.这是默认值
–RetentionPolicy.RUNTIME:编译器将把注释记录在class文件中. 当运行 Java 程序时, JVM 会保留注释. 程序可以通过反射获取该注释
–RetentionPolicy.SOURCE:编译器直接丢弃这种策略的注释
•@Target: 用于修饰Annotation 定义,用于指定被修饰的 Annotation能用于修饰哪些程序元素.@Target 也包含一个名为 value的成员变量.
•@Documented:用于指定被该元 Annotation修饰的 Annotation类将被 javadoc工具提取成文档.
•@Inherited:被它修饰的 Annotation将具有继承性.如果某个类使用了被@Inherited 修饰的Annotation, 则其子类将自动具有该注释。

转载自：
http://blog.csdn.net/ochangwen/article/details/51474278#