java反射機制初探

最近和一位師兄交流了一下Java，真可謂是大有收穫，讓我好好的學習了一下javad的反射機制，同終於明白了spring等框架的一個基本實現的思想，那麼今天就和大家分享一下java的反射機制。

　　反射，reflection，聽其名就像照鏡子一樣，可以看見自己也可以看見別人的每一部分。在java語言中這是一個很重要的特性。下面是來自sun公司官網關於反射的介紹：

Reflection is a feature in the Java programming language. It allows an executing Java program to examine or "introspect" upon itself, and manipulate internal properties of the program. For example, it's possible for a Java class to obtain the names of all its members and display them.

The ability to examine and manipulate a Java class from within itself may not sound like very much, but in other programming languages this feature simply doesn't exist. For example, there is no way in a Pascal, C, or C++ program to obtain information about the functions defined within that program.

One tangible use of reflection is in JavaBeans, where software components can be manipulated visually via a builder tool. The tool uses reflection to obtain the properties of Java components (classes) as they are dynamically loaded.

那麼解釋一下就是，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）來進行自我檢查並且對內部的成員進行操作。例如它允許一個java的類獲取他所有的成員變量和方法並且顯示出來。這個能特定我們不常看到，但是在其他的比如C或者C++語言中很不就存在這個特性。一個常見的例子是在JavaBean中，一些組件可以通過一個構造器來操作。這個構造器就是用的反射在動態加載的時候來獲取的java中類的屬性的。

反射的前傳：類類型 Class Class

　　 java中有一個類很特殊，就是Class類，很多朋友在寫程序的時候有用過比如Apple.class來查看類型信息，大家就可以把它理解爲封裝了類的信息，很多解釋說Class類沒有構造器，其實是有的，只不過它的構造方法是private的（構造函數還有private的？？有，這樣是爲了禁止開發者去自己創建Class類的實例）。我們可以看一下JDK中源碼：

　　註釋很明確的告訴了我們，這個類是有JVM來創建的，所以我們就不用麻煩了。如果我們拿到一個類的類型信息，就可以利用反射獲取其各種成員以及方法了。（注：Class 從JDK1.5版本後就開始更多爲泛型服務了）那麼我們怎麼拿到一個類型的信息呢？假設我們有一個Role類：

package yui;

/**
 * A base class having some attributes and methods
 * @author Octobershiner
 * @since 2012 3 17
 * 
 * */
public class Role {
    
    private String name;
    private String type;
    
    // Constructors
    public Role(){
        System.out.println("Constructor Role() is invoking");
    }
    //私有構造器
    private Role(String name){
        this.name = name;
        System.out.println("Constructor Role(String name) is invoking.");
    }
    
    //get and set method
    
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getType() {
        return type;
    }
    public void setType(String type) {
        this.type = type;
    }
    
    //override the toString method to show the class
    @Override
    public String toString(){
        return "This is a role called "+this.name;
    }
    
}

　　在沒有對象實例的時候，主要有兩種辦法。

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

　　注意第二種方式中，forName中的參數一定是完整的類名（包名+類名），並且這個方法需要捕獲異常。現在得到cls1就可以創建一個Role類的實例了，利用Class的newInstance方法相當於調用類的默認的構造器

        Object o = cls1.newInstance(); //創建一個實例
        //Object o1 = new Role();   //與上面的方法等價

　　這樣就創建了一個對象，缺點是我們只能利用默認構造函數，因爲Class的newInstance是不接受參數的，後面會講到可接受參數的newInstance，第二，如果類的構造函數是private的，比如Class，我們仍舊不能實例化其對象。

獲取類的構造器

　　首先介紹一下Constructor類，這個類用來封裝反射得到的構造器，Class有四個方法來獲得Constructor對象

• public Constructor<?>[] getConstructors() 返回類中所有的public構造器集合，默認構造器的下標爲0
• public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes) 返回指定public構造器，參數爲構造器參數類型集合
• public Constructor<?>[] getDeclaredConstructors() 返回類中所有的構造器，包括私有
• public Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes) 返回任意指定的構造器

從名字來看，還是很好懂的，帶上Declared的都是獲得所有的構造方法，包括私有，哈，這下我們就可以調用原本不允許調用的私有構造器了，看代碼

        /**
         * 獲取構造方法Constructor
         * getConstructor()  only for public 
         * getDeclaredConstructor()  global access all 
         * 
         * */
        
        //指定參數列表獲取特定的方法
        Constructor con = cls1.getDeclaredConstructor(new Class[]{String.class});
        con.setAccessible(true); //設置可訪問的權限
        Object obj = con.newInstance(new Object[]{"liyang"});
        System.out.println(obj);  //打印一下這個對象的信息
        
//獲取所有的構造方法集合
        Constructor con1[] = cls1.getDeclaredConstructors();
        con1[1].setAccessible(true);
        Object obj1 = con1[1].newInstance(new Object[]{"tom"});
        System.out.println(obj1);

　　

　　解釋一下：第一個是獲得一個指定的方法，我們指定了參數是一個String類型，第二段我們獲得了所有的構造方法集合，並選取了其中一個創建了新的對象。注意這裏Constructor的newInstance方法就可以設置參數了，與文章前面的同樣的方法形成了對比。

　　注意，以上的四個方法全部需要拋出異常，當我們獲得私有的方法的時候，要用setAccessible設置一下可訪問的權限，例子中沒有演示獲取共有方法，那個比較簡單，就不做介紹了，其實掌握了上面兩個，其他就好理解了。

獲取類的成員變量

　　 瞭解了構造器，其實你可以猜到成員變量的獲取方法了，成員變量用Field類進行封裝。

主要的方法非常的類似：

• public Field getDeclaredField(String name) 獲取任意指定名字的成員
• public Field[] getDeclaredFields() 獲取所有的成員變量
• public Field getField(String name) 獲取任意public成員變量
• public Field[] getFields() 獲取所有的public成員變量

　 可以看出這些方法都是異曲同工的，好了直接看一下例子吧

        /**
         * 獲取成員變量Field
         * getField()
         * getDeclaredField()
         * */
        Field mem = cls1.getDeclaredField("name");
        mem.setAccessible(true);      
        System.out.println("we get form field :"+mem.get(obj));
         

　　

　　這是在訪問私有變量，什麼私有變量也可以訪問？？是的。。。。

獲取類的方法

　　 我覺得你已經可以幫我寫這一段了，封裝類的方法的類是Method.獲取method也有四個方法，猜到了沒？？

• public Method[] getMethods() 獲取所有的共有方法的集合
• public Method getMethod(String name,Class<?>... parameterTypes) 獲取指定公有方法 參數1：方法名 參數2：參數類型集合
• public Method[] getDeclaredMethods() 獲取所有的方法
• public Method getDeclaredMethod(String name,Class<?>... parameterTypes) 獲取任意指定方法

看下面的例子吧

        /**
         * 調用類的方法 Method
         * getMethod()
         * getDeclaredMethod()
         * 
         * */
        Method f = cls1.getMethod("getName", null);
        Object name = f.invoke(obj, null);
        System.out.println("we invoke method : "+ name);

　　這個很簡單吧，無參的時候我們只要傳null就行了。

總結：

以上就是反射機制的簡單的使用，顯然學過spring的朋友一定明白了，爲什麼可以通過配置文件就可以讓我們獲得指定的方法和變量，在我們創建對象的時候都是通過傳進string實現的，就好像你需要什麼，我們去爲你生產，還有我們一直在用Object,這就說明java語言的動態特性，依賴性大大的降低了。

本文中的完整源代碼地址：https://github.com/octobershiner/Java-Taste/tree/master/Reflection

請支持Java Taste 項目：https://github.com/octobershiner/Java-Taste