概述

定義

JAVA反射機制是在運行狀態中，對於任意一個類，都能夠知道這個類的所有屬性和方法；對於任意一個對象，都能夠調用它的任意方法和屬性；這種動態獲取信息以及動態調用對象方法的功能稱爲java語言的反射機制。

用途

在日常的第三方應用開發過程中，經常會遇到某個類的某個成員變量、方法或是屬性是私有的或是隻對系統應用開放，這時候就可以利用Java的反射機制通過反射來獲取所需的私有成員或是方法。當然，也不是所有的都適合反射，之前就遇到一個案例，通過反射得到的結果與預期不符。閱讀源碼發現，經過層層調用後在最終返回結果的地方對應用的權限進行了校驗，對於沒有權限的應用返回值是沒有意義的缺省值，否則返回實際值起到保護用戶的隱私目的。

反射機制的相關類

與Java反射相關的類如下：

類名	用途
Class類	代表類的實體，在運行的Java應用程序中表示類和接口
Field類	代表類的成員變量（成員變量也稱爲類的屬性）
Method類	代表類的方法
Constructor類	代表類的構造方法

Class類

Class代表類的實體，在運行的Java應用程序中表示類和接口。在這個類中提供了很多有用的方法，這裏對他們簡單的分類介紹。

獲得類相關的方法

方法	用途
asSubclass(Class<U> clazz)	把傳遞的類的對象轉換成代表其子類的對象
Cast	把對象轉換成代表類或是接口的對象
getClassLoader()	獲得類的加載器
getClasses()	返回一個數組，數組中包含該類中所有公共類和接口類的對象
getDeclaredClasses()	返回一個數組，數組中包含該類中所有類和接口類的對象
forName(String className)	根據類名返回類的對象
getName()	獲得類的完整路徑名字
newInstance()	創建類的實例
getPackage()	獲得類的包
getSimpleName()	獲得類的名字
getSuperclass()	獲得當前類繼承的父類的名字
getInterfaces()	獲得當前類實現的類或是接口

獲得類中屬性相關的方法

方法	用途
getField(String name)	獲得某個公有的屬性對象
getFields()	獲得所有公有的屬性對象
getDeclaredField(String name)	獲得某個屬性對象
getDeclaredFields()	獲得所有屬性對象

獲得類中註解相關的方法

方法	用途
getAnnotation(Class<A> annotationClass)	返回該類中與參數類型匹配的公有註解對象
getAnnotations()	返回該類所有的公有註解對象
getDeclaredAnnotation(Class<A> annotationClass)	返回該類中與參數類型匹配的所有註解對象
getDeclaredAnnotations()	返回該類所有的註解對象

獲得類中構造器相關的方法

方法	用途
getConstructor(Class...<?> parameterTypes)	獲得該類中與參數類型匹配的公有構造方法
getConstructors()	獲得該類的所有公有構造方法
getDeclaredConstructor(Class...<?> parameterTypes)	獲得該類中與參數類型匹配的構造方法
getDeclaredConstructors()	獲得該類所有構造方法

獲得類中方法相關的方法

方法	用途
getMethod(String name, Class...<?> parameterTypes)	獲得該類某個公有的方法
getMethods()	獲得該類所有公有的方法
getDeclaredMethod(String name, Class...<?> parameterTypes)	獲得該類某個方法
getDeclaredMethods()	獲得該類所有方法

類中其他重要的方法

方法	用途
isAnnotation()	如果是註解類型則返回true
isAnnotationPresent(Class<? extends Annotation> annotationClass)	如果是指定類型註解類型則返回true
isAnonymousClass()	如果是匿名類則返回true
isArray()	如果是一個數組類則返回true
isEnum()	如果是枚舉類則返回true
isInstance(Object obj)	如果obj是該類的實例則返回true
isInterface()	如果是接口類則返回true
isLocalClass()	如果是局部類則返回true
isMemberClass()	如果是內部類則返回true

Field類

Field代表類的成員變量（成員變量也稱爲類的屬性）。

方法	用途
equals(Object obj)	屬性與obj相等則返回true
get(Object obj)	獲得obj中對應的屬性值
set(Object obj, Object value)	設置obj中對應屬性值

Method類

Method代表類的方法。

方法	用途
invoke(Object obj, Object... args)	傳遞object對象及參數調用該對象對應的方法

Constructor類

Constructor代表類的構造方法。

方法	用途
newInstance(Object... initargs)	根據傳遞的參數創建類的對象

示例

爲了演示反射的使用，首先構造一個與書籍相關的model——Book.java，然後通過反射方法示例創建對象、反射私有構造方法、反射私有屬性、反射私有方法，最後給出兩個比較複雜的反射示例——獲得當前ZenMode和關機Shutdown。

被反射類Book.java
反射邏輯封裝在ReflectClass.java

public class ReflectClass {
    private final static String TAG = "peter.log.ReflectClass";

    // 創建對象
    public static void reflectNewInstance() {
        try {
            Class<?> classBook = Class.forName("com.android.peter.reflectdemo.Book");
            Object objectBook = classBook.newInstance();
            Book book = (Book) objectBook;
            book.setName("Android進階之光");
            book.setAuthor("劉望舒");
            Log.d(TAG,"reflectNewInstance book = " + book.toString());
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }

    // 反射私有的構造方法
    public static void reflectPrivateConstructor() {
        try {
            Class<?> classBook = Class.forName("com.android.peter.reflectdemo.Book");
            Constructor<?> declaredConstructorBook = classBook.getDeclaredConstructor(String.class,String.class);
            declaredConstructorBook.setAccessible(true);
            Object objectBook = declaredConstructorBook.newInstance("Android開發藝術探索","任玉剛");
            Book book = (Book) objectBook;
            Log.d(TAG,"reflectPrivateConstructor book = " + book.toString());
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }

    // 反射私有屬性
    public static void reflectPrivateField() {
        try {
            Class<?> classBook = Class.forName("com.android.peter.reflectdemo.Book");
            Object objectBook = classBook.newInstance();
            Field fieldTag = classBook.getDeclaredField("TAG");
            fieldTag.setAccessible(true);
            String tag = (String) fieldTag.get(objectBook);
            Log.d(TAG,"reflectPrivateField tag = " + tag);
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }

    // 反射私有方法
    public static void reflectPrivateMethod() {
        try {
            Class<?> classBook = Class.forName("com.android.peter.reflectdemo.Book");
            Method methodBook = classBook.getDeclaredMethod("declaredMethod",int.class);
            methodBook.setAccessible(true);
            Object objectBook = classBook.newInstance();
            String string = (String) methodBook.invoke(objectBook,0);

            Log.d(TAG,"reflectPrivateMethod string = " + string);
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }

    // 獲得系統Zenmode值
    public static int getZenMode() {
        int zenMode = -1;
        try {
            Class<?> cServiceManager = Class.forName("android.os.ServiceManager");
            Method mGetService = cServiceManager.getMethod("getService", String.class);
            Object oNotificationManagerService = mGetService.invoke(null, Context.NOTIFICATION_SERVICE);
            Class<?> cINotificationManagerStub = Class.forName("android.app.INotificationManager$Stub");
            Method mAsInterface = cINotificationManagerStub.getMethod("asInterface",IBinder.class);
            Object oINotificationManager = mAsInterface.invoke(null,oNotificationManagerService);
            Method mGetZenMode = cINotificationManagerStub.getMethod("getZenMode");
            zenMode = (int) mGetZenMode.invoke(oINotificationManager);
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }

        return zenMode;
    }

    // 關閉手機
    public static void shutDown() {
        try {
            Class<?> cServiceManager = Class.forName("android.os.ServiceManager");
            Method mGetService = cServiceManager.getMethod("getService",String.class);
            Object oPowerManagerService = mGetService.invoke(null,Context.POWER_SERVICE);
            Class<?> cIPowerManagerStub = Class.forName("android.os.IPowerManager$Stub");
            Method mShutdown = cIPowerManagerStub.getMethod("shutdown",boolean.class,String.class,boolean.class);
            Method mAsInterface = cIPowerManagerStub.getMethod("asInterface",IBinder.class);
            Object oIPowerManager = mAsInterface.invoke(null,oPowerManagerService);
            mShutdown.invoke(oIPowerManager,true,null,true);

        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }

    public static void shutdownOrReboot(final boolean shutdown, final boolean confirm) {
        try {
            Class<?> ServiceManager = Class.forName("android.os.ServiceManager");
            // 獲得ServiceManager的getService方法
            Method getService = ServiceManager.getMethod("getService", java.lang.String.class);
            // 調用getService獲取RemoteService
            Object oRemoteService = getService.invoke(null, Context.POWER_SERVICE);
            // 獲得IPowerManager.Stub類
            Class<?> cStub = Class.forName("android.os.IPowerManager$Stub");
            // 獲得asInterface方法
            Method asInterface = cStub.getMethod("asInterface", android.os.IBinder.class);
            // 調用asInterface方法獲取IPowerManager對象
            Object oIPowerManager = asInterface.invoke(null, oRemoteService);
            if (shutdown) {
                // 獲得shutdown()方法
                Method shutdownMethod = oIPowerManager.getClass().getMethod(
                        "shutdown", boolean.class, String.class, boolean.class);
                // 調用shutdown()方法
                shutdownMethod.invoke(oIPowerManager, confirm, null, false);
            } else {
                // 獲得reboot()方法
                Method rebootMethod = oIPowerManager.getClass().getMethod("reboot",
                        boolean.class, String.class, boolean.class);
                // 調用reboot()方法
                rebootMethod.invoke(oIPowerManager, confirm, null, false);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

調用相應反射邏輯方法

        try {
            // 創建對象
            ReflectClass.reflectNewInstance();

            // 反射私有的構造方法
            ReflectClass.reflectPrivateConstructor();

            // 反射私有屬性
            ReflectClass.reflectPrivateField();

            // 反射私有方法
            ReflectClass.reflectPrivateMethod();
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }

        Log.d(TAG," zenmode = " + ReflectClass.getZenMode());

Log輸出結果如下：

08-27 15:11:37.999 11987-11987/com.android.peter.reflectdemo D/peter.log.ReflectClass: reflectNewInstance book = Book{name='Android進階之光', author='劉望舒'}
08-27 15:11:38.000 11987-11987/com.android.peter.reflectdemo D/peter.log.ReflectClass: reflectPrivateConstructor book = Book{name='Android開發藝術探索', author='任玉剛'}
08-27 15:11:38.000 11987-11987/com.android.peter.reflectdemo D/peter.log.ReflectClass: reflectPrivateField tag = BookTag
08-27 15:11:38.000 11987-11987/com.android.peter.reflectdemo D/peter.log.ReflectClass: reflectPrivateMethod string = I am declaredMethod 1 !
08-27 15:11:38.004 11987-11987/com.android.peter.reflectdemo D/peter.log.ReflectDemo:  zenmode = 0

總結

本文列舉了反射機制使用過程中常用的、重要的一些類及其方法，更多信息和用法需要近一步的閱讀Google提供的相關文檔和示例。

在閱讀Class類文檔時發現一個特點，以通過反射獲得Method對象爲例，一般會提供四種方法，getMethod(parameterTypes)、getMethods()、getDeclaredMethod(parameterTypes)和getDeclaredMethods()。getMethod(parameterTypes)用來獲取某個公有的方法的對象，getMethods()獲得該類所有公有的方法，getDeclaredMethod(parameterTypes)獲得該類某個方法，getDeclaredMethods()獲得該類所有方法。帶有Declared修飾的方法可以反射到私有的方法，沒有Declared修飾的只能用來反射公有的方法。其他的Annotation、Field、Constructor也是如此。

在ReflectClass類中還提供了兩種反射PowerManager.shutdown()的方法，在調用的時候會輸出如下log，提示沒有相關權限。之前在項目中嘗試反射其他方法的時候還遇到過有權限和沒權限返回的值不一樣的情況。如果源碼中明確進行了權限驗證，而你的應用又無法獲得這個權限的話，建議就不要浪費時間反射了。

 W/System.err: java.lang.reflect.InvocationTargetException
 W/System.err:     at java.lang.reflect.Method.invoke(Native Method)
 W/System.err:     at .ReflectClass.shutDown(ReflectClass.java:104)
 W/System.err:     at .MainActivity$1.onClick(MainActivity.java:25)
 W/System.err:     at android.view.View.performClick(View.java:6259)
 W/System.err:     at android.view.View$PerformClick.run(View.java:24732)
 W/System.err:     at android.os.Handler.handleCallback(Handler.java:789)
 W/System.err:     at android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:98)
 W/System.err:     at android.os.Looper.loop(Looper.java:164)
 W/System.err:     at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:6592)
 W/System.err:     at java.lang.reflect.Method.invoke(Native Method)
 W/System.err:     at com.android.internal.os.Zygote$MethodAndArgsCaller.run(Zygote.java:240)
 W/System.err:     at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:769)
 W/System.err: Caused by: java.lang.SecurityException: Neither user 10224 nor current process has android.permission.REBOOT.
 W/System.err:     at android.os.Parcel.readException(Parcel.java:1942)
 W/System.err:     at android.os.Parcel.readException(Parcel.java:1888)
 W/System.err:     at android.os.IPowerManager$Stub$Proxy.shutdown(IPowerManager.java:787)
 W/System.err:  ... 12 more

Java反射的學習備份

概述

定義

用途

反射機制的相關類

Class類

Field類

Method類

Constructor類

示例

總結

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