Java反射機制深入詳解

一.概念

　　反射就是把Java的各種成分映射成相應的Java類。

　　Class類的構造方法是private，由JVM創建。

　　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。Java 的這一能力在實際應用中也許用得不是很多，但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獲得函數定義相關的信息。（來自Sun）

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

　　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”,無法直接new CLass()，其對象是內存裏的一份字節碼.　　

　　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。每個數組屬於被映射爲 Class 對象的一個類，所有具有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 虛擬機以及通過調用類加載器中的 defineClass 方法自動構造的。　

1 Person p1 = new Person();
2 //下面的這三種方式都可以得到字節碼
3 CLass c1 = Date.class();
4 p1.getClass(); 
5 //若存在則加載，否則新建,往往使用第三種,類的名字在寫源程序時不需要知道，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，去得到字節碼；java虛擬機中還沒有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。
考慮下面這個簡單的例子，讓我們看看 reflection 是如何工作的。

 1 import java.lang.reflect.*;  
 2 
 3 public class DumpMethods {  
 4    public static void main(String args[]) {  
 5       try {  
 6            Class c = Class.forName("java.util.Stack");  
 7 
 8            Method m[] = c.getDeclaredMethods();  
 9              
10            for (int i = 0; i < m.length; i++)  
11                System.out.println(m[i].toString());  
12       }  
13       catch (Throwable e){  
14             System.err.println(e);  
15       }  
16    }  
17 }

輸出：

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，然後調用 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。

　　以下示例使用 Class 對象來顯示對象的類名：

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

　　還可以使用一個類字面值（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。

//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。

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

二.常用方法　　

　　1.isPrimitive(判斷是否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;//必須要加上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());//判定指定的 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中構造方法沒有先後順序，通過類型和參數個數區分。　

1 public class TestReflect {
2     public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException {
3         // TODO Auto-generated method stub
4         String str = "abc";
5         
6         System.out.println(String.class.getConstructor(StringBuffer.class));
7     }
8 }

　　3.Filed類代表某一類中的一個成員變量。

 1 import java.lang.reflect.Field;
 2 public class TestReflect {
 3     public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
 4         ReflectPointer rp1 = new ReflectPointer(3,4);
 5         Field fieldx = rp1.getClass().getField("x");//必須是x或者y
 6         System.out.println(fieldx.get(rp1));
 7         
 8         /*
 9          * private的成員變量必須使用getDeclaredField，並setAccessible(true),否則看得到拿不到
10          */
11         Field fieldy = rp1.getClass().getDeclaredField("y");
12         fieldy.setAccessible(true);//暴力反射
13         System.out.println(fieldy.get(rp1));
14         
15     }
16 }
17 
18 class ReflectPointer {
19     
20     public int x = 0;
21     private int y = 0;
22     
23     public ReflectPointer(int x,int y) {//alt + shift +s相當於右鍵source
24         super();
25         // TODO Auto-generated constructor stub
26         this.x = x;
27         this.y = y;
28     }
29 }

JDK中提供的Reflection API

Java反射相關的API在包java.lang.reflect中，JDK 1.6.0的reflect包如下圖：

Member接口	該接口可以獲取有關類成員（域或者方法）後者構造函數的信息。
AccessibleObject類	該類是域(field)對象、方法(method)對象、構造函數(constructor)對象的基礎類。它提供了將反射的對象標記爲在使用時取消默認 Java 語言訪問控制檢查的能力。
Array類	該類提供動態地生成和訪問JAVA數組的方法。
Constructor類	提供一個類的構造函數的信息以及訪問類的構造函數的接口。
Field類	提供一個類的域的信息以及訪問類的域的接口。
Method類	提供一個類的方法的信息以及訪問類的方法的接口。
Modifier類	提供了 static 方法和常量，對類和成員訪問修飾符進行解碼。
Proxy類	提供動態地生成代理類和類實例的靜態方法。