笔记：反射

Posted 2020-09-14 追寻自由的路途

反射库提供了大量操作Java代码的工具集，以便编写能够通道操作Java代码的程序，能够分析类能力的程序称为反射（reflective）。

1. Class 类

   在程序运行期间，Java运行时系统始终为所有的对象维护一个称为运行时的类型标识，这个信息跟踪着每个对象所属的类，虚拟机利用运行时类型信息选择相应的方法执行，可以通过专门的类来访问这些信息，保存这些信息的类被称为 Class，Object 类的getClass方法将返回一个Class类型的实例，示例代码如下：

   ??????public static void main( String[] args )

   ????????{

   ????????????????String str = "测试号";

   ????????????????Class stringClassObj = str.getClass();

   ???????????????? ?

   ????????????????System.out.println("Str Class is "+stringClassObj.getName());

   ????????}

   可以调用静态方法 forName 获得类名对应得Class对象，示例代码如下：

   String className = "java.util.Date";

   Class cl = Class.forName(className);

   虚拟机为每个类型管理一个Class对象，因此可以利用 == 运算符实现两个类对象得比较操作，还可以使用 newInstance 方法调用默认的构造函数初始化新创建的对象，示例代码如下：

   if(stringClassObj.getClass() == String.getClass()){

   ????...

   }

   ? ?

   String className = "java.util.Date";

   Object m = Class.forName(className).newInstance();

   如果没有默认的构造函数，则调用类对象的 newInstance 会抛出异常，如果希望调用构造函数来创建实例，则必须使用 Constructor类的 newInstance 方法。

2. 利用反射分析类的能力

   在Java的 java.lang.reflect包中有三个类 Field、Method和Constructor类，分别用于描述类的域、方法和构造器，三个类都有一个叫做getName的方法，用来返回项目的名称。Field类有一个getType方法，用来返回描述域所属类型的Class对象；Method 和 Constructor类有能够报告参数类型的方法，Method类还有一个可以报告返回类型的方法，这三个类都有getModifiers的方法，返回一个整数值，用不同的位开关描述public 和 static 这样的修饰符，通过 Modifier类的 isPublic、isPrivate 或 isFinal 来判断方法的修饰符。

   Class类中的 getFields、getMethods和getConstructors 方法分别返回类提供的 public 域、方法和构造器；getDeclareFields、getDeclareMethods 和 getDeclaredConstructors 方法将分别返回类中声明的全部域、方法和构造器，其中包括私有、保护成员，但不包括超类（基类）的成员，示例代码如下：

   public class App {

   ????public static void main(String[] args) {

   ????????Class clazz = Double.class;

   ????????Field[] fields = clazz.getFields();

   ????????Method[] methods = clazz.getMethods();

   ????????String clazzDeclare = BuildClassCode(clazz);

   ????????System.out.println(clazzDeclare);

   ????????System.out.println("{");

   ????????for (Field f : fields) {

   ????????????System.out.println(" " + BuildFieldCode(f));

   ????????}

   ? ?

   ????????System.out.println("");

   ????????for (Method m : methods) {

   ????????????System.out.println(" " + BuildMethodCode(m));

   ????????}

   ????????System.out.println("}");

   ????}

   ? ?

   ????/**

   ???? * 构建类源码

   ???? * @param clazz

   ???? * @return

   ???? */

   ????protected static <T> String BuildClassCode(Class<T> clazz) {

   ????????StringBuilder sb = new StringBuilder();

   ???????? int modifiers = clazz.getModifiers();

   ?????????sb.append(Modifier.toString(modifiers) + " ");

   ?????????sb.append(clazz.getSimpleName() + " ");

   ???????? ?

   ?????????Class superClass = clazz.getSuperclass();

   ?????????if (superClass != null && superClass != Object.class) {

   ?????????????sb.append("extends " + superClass.getSimpleName());

   ?????????}

   ???????? ?

   ?????????Class[] superInterfaces = clazz.getInterfaces();

   ?????????if (superInterfaces != null && superInterfaces.length > 0) {

   ?????????????sb.append(" implements ");

   ???????? ?

   ?????????????for (int j = 0; j < superInterfaces.length; j++) {

   ?????????????????sb.append(superInterfaces[j].getName());

   ???????? ?

   ?????????????????if (j != superInterfaces.length - 1) {

   ?????????????????????sb.append(", ");

   ?????????????????}

   ?????????????}

   ?????????}????????

   ???????????????return sb.toString();

   ????}

   ? ?

   ????/**

   ???? * 构建公共字段域代码

   ???? * @param field

   ???? * @return

   ???? */

   ????protected static String BuildFieldCode(Field field) {

   ????????StringBuilder sb = new StringBuilder();

   ? ?

   ????????int mod = field.getModifiers();

   ????????sb.append(Modifier.toString(mod) + " ");

   ????????sb.append(field.getType().getSimpleName() + " " + field.getName() + ";");

   ? ?

   ????????return sb.toString();

   ????}

   ? ?

   ????/**

   ???? * 构建公共方法代码

   ???? * @param method

   ???? * @return

   ???? */

   ????protected static String BuildMethodCode(Method method) {

   ????????StringBuilder sb = new StringBuilder();

   ? ?

   ????????int mod = method.getModifiers();

   ????????sb.append(Modifier.toString(mod) + " ");

   ????????sb.append(method.getReturnType().getSimpleName() + " " + method.getName());

   ????????sb.append("(");

   ????????Class[] parameterTypes = method.getParameterTypes();

   ????????for (int i = 0; i < parameterTypes.length; i++) {

   ????????????Class c = parameterTypes[i];

   ????????????sb.append(c.getName());

   ? ?

   ????????????if (i != parameterTypes.length - 1) {

   ????????????????sb.append(", ");

   ????????????}

   ????????}

   ????????sb.append(")");

   ? ?

   ????????return sb.toString();

   ????}

   }

3. 在运行时使用反射分析对象

   查看对象域的关键方法是Field类中的get方法，如果 f 是一个Field类型的对象，obj是某个包含 f 域的类对象，f.get(obj）将返回一个对象，其值为obj域的当前值，如果访问的时私有域，get方法的调用将抛出一个 IllegalAccessException 异常，反射机制默认行为受限与Java的访问控制，如果需要覆盖Java的访问控制，可以调用Field、Method和Constructor对象的setAccessible方法，示例代码如下：

   ????????Employee em = new Employee();

   ????????em.setName("lixue");

   ????????em.setYear(1982);

   ????????em.setMonth(12);

   ????????em.setDay(7);

   ???????? ?

   ????????Field nameField = em.getClass().getDeclaredField("name");

   ????????// 覆盖访问控制，允许访问私有字段域

   ????????nameField.setAccessible(true);

   ???????? ?

   ????????Object val = nameField.get(em);

   ????????System.out.println("Employee name is "+val);

4. 使用反射编写泛型数组代码

   可以使用Array类的newInstance方法构造新数组，调用他必须提供二个参数，一个时数组的元素类型，一个是数组的长度，示例代码如下：

   Object newArray = Array.newInstance(componentType,newLength);

5. 调用任意方法

   在Method类中有一个invoke方法，他允许调用包装在当前Method对象中的方法，invoke的方法签名是：

   Object invoke(Object obj,Object... args)

   第一个参数是隐式参数，其余的对象提供了显示参数，对于静态方法，第一个参数可以被忽略，可以设置为 null，示例代码如下：

   ????????Method getNameMethod = em.getClass().getDeclaredMethod("getName", null);

   ????????String nameValue = (String) getNameMethod.invoke(em);

   ????????System.out.println("Employee name is "+nameValue);

   ? ?

? ?