java 反射

程序员文章站 2022-05-06 08:53:18

...

java反射概念

反射机制就是可以把一个类,类的成员(函数,属性),当成一个对象来操作,希望读者能理解,也就是说,类,类的成员,我们在运行的时候还可以动态地去操作他们.（特别注意运行时）Java反射机制可以让我们在编译期（Compile Time）之外的运行期（Runtime）获得任何一个类的字节码。包括接口、变量、方法等信息。还可以让我们在运行期实例化对象，通过调用get/set方法获取变量的值

package cn.lee.demo;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;
import java.lang.reflect.TypeVariable;
public class Main {
/**
* 为了看清楚Java反射部分代码，所有异常我都最后抛出来给虚拟机处理！
* @param args
* @throws ClassNotFoundException
* @throws InstantiationException
* @throws IllegalAccessException
* @throws InvocationTargetException
* @throws IllegalArgumentException
* @throws NoSuchFieldException
* @throws SecurityException
* @throws NoSuchMethodException
*/
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, SecurityException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
// TODO Auto-generated method stub
//Demo1. 通过Java反射机制得到类的包名和类名
Demo1();
System.out.println("===============================================");
//Demo2. 验证所有的类都是Class类的实例对象
Demo2();
System.out.println("===============================================");
//Demo3. 通过Java反射机制，用Class 创建类对象[这也就是反射存在的意义所在]，无参构造
Demo3();
System.out.println("===============================================");
//Demo4: 通过Java反射机制得到一个类的构造函数，并实现构造带参实例对象
Demo4();
System.out.println("===============================================");
//Demo5: 通过Java反射机制操作成员变量, set 和 get
Demo5();
System.out.println("===============================================");
//Demo6: 通过Java反射机制得到类的一些属性：继承的接口，父类，函数信息，成员信息，类型等
Demo6();
System.out.println("===============================================");
//Demo7: 通过Java反射机制调用类中方法
Demo7();
System.out.println("===============================================");
//Demo8: 通过Java反射机制获得类加载器
Demo8();
System.out.println("===============================================");
}
/**
* Demo1: 通过Java反射机制得到类的包名和类名
*/
public static void Demo1()
{
Person person = new Person();
System.out.println("Demo1: 包名: " + person.getClass().getPackage().getName() + "，"
+ "完整类名: " + person.getClass().getName());
}
/**
* Demo2: 验证所有的类都是Class类的实例对象
* @throws ClassNotFoundException
*/
public static void Demo2() throws ClassNotFoundException
{
//定义两个类型都未知的Class , 设置初值为null, 看看如何给它们赋值成Person类
Class<?> class1 = null;
Class<?> class2 = null;
//写法1, 可能抛出 ClassNotFoundException [多用这个写法]
class1 = Class.forName("cn.lee.demo.Person");
System.out.println("Demo2:(写法1) 包名: " + class1.getPackage().getName() + "，"
+ "完整类名: " + class1.getName());
//写法2
class2 = Person.class;
System.out.println("Demo2:(写法2) 包名: " + class2.getPackage().getName() + "，"
+ "完整类名: " + class2.getName());
}
/**
* Demo3: 通过Java反射机制，用Class 创建类对象[这也就是反射存在的意义所在]
* @throws ClassNotFoundException
* @throws IllegalAccessException
* @throws InstantiationException
*/
public static void Demo3() throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException
{
Class<?> class1 = null;
class1 = Class.forName("cn.lee.demo.Person");
//由于这里不能带参数，所以你要实例化的这个类Person，一定要有无参构造函数哈～
Person person = (Person) class1.newInstance();
person.setAge(20);
person.setName("LeeFeng");
System.out.println("Demo3: " + person.getName() + " : " + person.getAge());
}
/**
* Demo4: 通过Java反射机制得到一个类的构造函数，并实现创建带参实例对象
* @throws ClassNotFoundException
* @throws InvocationTargetException
* @throws IllegalAccessException
* @throws InstantiationException
* @throws IllegalArgumentException
*/
public static void Demo4() throws ClassNotFoundException, IllegalArgumentException, InstantiationException, IllegalAccessException, InvocationTargetException
{
Class<?> class1 = null;
Person person1 = null;
Person person2 = null;
class1 = Class.forName("cn.lee.demo.Person");
//得到一系列构造函数集合
Constructor<?>[] constructors = class1.getConstructors();
person1 = (Person) constructors[0].newInstance();
person1.setAge(30);
person1.setName("leeFeng");
person2 = (Person) constructors[1].newInstance(20,"leeFeng");
System.out.println("Demo4: " + person1.getName() + " : " + person1.getAge()
+ " , " + person2.getName() + " : " + person2.getAge()
);
}
/**
* Demo5: 通过Java反射机制操作成员变量, set 和 get
*
* @throws IllegalAccessException
* @throws IllegalArgumentException
* @throws NoSuchFieldException
* @throws SecurityException
* @throws InstantiationException
* @throws ClassNotFoundException
*/
public static void Demo5() throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException, SecurityException, NoSuchFieldException, InstantiationException, ClassNotFoundException
{
Class<?> class1 = null;
class1 = Class.forName("cn.lee.demo.Person");
Object obj = class1.newInstance();
Field personNameField = class1.getDeclaredField("name");
personNameField.setAccessible(true);
personNameField.set(obj, "胖虎先森");
System.out.println("Demo5: 修改属性之后得到属性变量的值：" + personNameField.get(obj));
}
/**
* Demo6: 通过Java反射机制得到类的一些属性：继承的接口，父类，函数信息，成员信息，类型等
* @throws ClassNotFoundException
*/
public static void Demo6() throws ClassNotFoundException
{
Class<?> class1 = null;
class1 = Class.forName("cn.lee.demo.SuperMan");
//取得父类名称
Class<?> superClass = class1.getSuperclass();
System.out.println("Demo6: SuperMan类的父类名: " + superClass.getName());
System.out.println("===============================================");
Field[] fields = class1.getDeclaredFields();
for (int i = 0; i < fields.length; i++) {
System.out.println("类中的成员: " + fields[i]);
}
System.out.println("===============================================");
//取得类方法
Method[] methods = class1.getDeclaredMethods();
for (int i = 0; i < methods.length; i++) {
System.out.println("Demo6,取得SuperMan类的方法：");
System.out.println("函数名：" + methods[i].getName());
System.out.println("函数返回类型：" + methods[i].getReturnType());
System.out.println("函数访问修饰符：" + Modifier.toString(methods[i].getModifiers()));
System.out.println("函数代码写法： " + methods[i]);
}
System.out.println("===============================================");
//取得类实现的接口,因为接口类也属于Class,所以得到接口中的方法也是一样的方法得到哈
Class<?> interfaces[] = class1.getInterfaces();
for (int i = 0; i < interfaces.length; i++) {
System.out.println("实现的接口类名: " + interfaces[i].getName() );
}
}
/**
* Demo7: 通过Java反射机制调用类方法
* @throws ClassNotFoundException
* @throws NoSuchMethodException
* @throws SecurityException
* @throws InvocationTargetException
* @throws IllegalAccessException
* @throws IllegalArgumentException
* @throws InstantiationException
*/
public static void Demo7() throws ClassNotFoundException, SecurityException, NoSuchMethodException, IllegalArgumentException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException
{
Class<?> class1 = null;
class1 = Class.forName("cn.lee.demo.SuperMan");
System.out.println("Demo7: \n调用无参方法fly()：");
Method method = class1.getMethod("fly");
method.invoke(class1.newInstance());
System.out.println("调用有参方法walk(int m)：");
method = class1.getMethod("walk",int.class);
method.invoke(class1.newInstance(),100);
}
/**
* Demo8: 通过Java反射机制得到类加载器信息
*
* 在java中有三种类类加载器。[这段资料网上截取]
1）Bootstrap ClassLoader 此加载器采用c++编写，一般开发中很少见。
2）Extension ClassLoader 用来进行扩展类的加载，一般对应的是jre\lib\ext目录中的类
3）AppClassLoader 加载classpath指定的类，是最常用的加载器。同时也是java中默认的加载器。
*
* @throws ClassNotFoundException
*/
public static void Demo8() throws ClassNotFoundException
{
Class<?> class1 = null;
class1 = Class.forName("cn.lee.demo.SuperMan");
String nameString = class1.getClassLoader().getClass().getName();
System.out.println("Demo8: 类加载器类名: " + nameString);
}
}
/**
*
* @author xiaoyaomeng
*
*/
class Person{
private int age;
private String name;
public Person(){
}
public Person(int age, String name){
this.age = age;
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
class SuperMan extends Person implements ActionInterface
{
private boolean BlueBriefs;
public void fly()
{
System.out.println("超人会飞耶～～");
}
public boolean isBlueBriefs() {
return BlueBriefs;
}
public void setBlueBriefs(boolean blueBriefs) {
BlueBriefs = blueBriefs;
}
@Override
public void walk(int m) {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("超人会走耶～～走了" + m + "米就走不动了！");
}
}
interface ActionInterface{
public void walk(int m);
}

使用反射的场景

1.工厂模式：Factory类中用反射的话，添加了一个新的类之后，就不需要再修改工厂类Factory了

2.数据库JDBC中通过Class.forName(Driver).来获得数据库连接驱动
3.分析类文件：毕竟能得到类中的方法等等

4.访问一些不能访问的变量或属性：**别人代码

通过一个对象获得完整的包名和类名

public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        TestReflect testReflect = new TestReflect();
        System.out.println(testReflect.getClass().getName());
        // 结果 net.xsoftlab.baike.TestReflect
    }
}

http://coding.imooc.com/class/101.html
实例化Class类对象

public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> class1 = null;
        Class<?> class2 = null;
        Class<?> class3 = null;
        // 一般采用这种形式
        class1 = Class.forName("net.xsoftlab.baike.TestReflect");
        class2 = new TestReflect().getClass();
        class3 = TestReflect.class;
        System.out.println("类名称   " + class1.getName());
        System.out.println("类名称   " + class2.getName());
        System.out.println("类名称   " + class3.getName());
    }
}

获取一个对象的父类与实现的接口

public class TestReflect implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = -2862585049955236662L;
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> clazz = Class.forName("net.xsoftlab.baike.TestReflect");
        // 取得父类
        Class<?> parentClass = clazz.getSuperclass();
        System.out.println("clazz的父类为：" + parentClass.getName());
        // clazz的父类为： java.lang.Object
        // 获取所有的接口
        Class<?> intes[] = clazz.getInterfaces();
        System.out.println("clazz实现的接口有：");
        for (int i = 0; i < intes.length; i++) {
            System.out.println((i + 1) + "：" + intes[i].getName());
        }
        // clazz实现的接口有：
        // 1：java.io.Serializable
    }
}

通过反射机制实例化一个类的对象

public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> class1 = null;
        class1 = Class.forName("net.xsoftlab.baike.User");
        // 第一种方法，实例化默认构造方法，调用set赋值
        User user = (User) class1.newInstance();
        user.setAge(20);
        user.setName("Rollen");
        System.out.println(user);
        // 结果 User [age=20, name=Rollen]
        // 第二种方法 取得全部的构造函数 使用构造函数赋值
        Constructor<?> cons[] = class1.getConstructors();
        // 查看每个构造方法需要的参数
        for (int i = 0; i < cons.length; i++) {
            Class<?> clazzs[] = cons[i].getParameterTypes();
            System.out.print("cons[" + i + "] (");
            for (int j = 0; j < clazzs.length; j++) {
                if (j == clazzs.length - 1)
                    System.out.print(clazzs[j].getName());
                else
                    System.out.print(clazzs[j].getName() + ",");
            }
            System.out.println(")");
        }
        // 结果
        // cons[0] (java.lang.String)
        // cons[1] (int,java.lang.String)
        // cons[2] ()
        user = (User) cons[0].newInstance("Rollen");
        System.out.println(user);
        // 结果 User [age=0, name=Rollen]
        user = (User) cons[1].newInstance(20, "Rollen");
        System.out.println(user);
        // 结果 User [age=20, name=Rollen]
    }
}
class User {
    private int age;
    private String name;
    public User() {
        super();
    }
    public User(String name) {
        super();
        this.name = name;
    }
    public User(int age, String name) {
        super();
        this.age = age;
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "User [age=" + age + ", name=" + name + "]";
    }
}

通过反射机制调用某个类的方法

public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> clazz = Class.forName("net.xsoftlab.baike.TestReflect");
        // 调用TestReflect类中的reflect1方法
        Method method = clazz.getMethod("reflect1");
        method.invoke(clazz.newInstance());
        // Java 反射机制 - 调用某个类的方法1.
        // 调用TestReflect的reflect2方法
        method = clazz.getMethod("reflect2", int.class, String.class);
        method.invoke(clazz.newInstance(), 20, "张三");
        // Java 反射机制 - 调用某个类的方法2.
        // age -> 20. name -> 张三
    }
    public void reflect1() {
        System.out.println("Java 反射机制 - 调用某个类的方法1.");
    }
    public void reflect2(int age, String name) {
        System.out.println("Java 反射机制 - 调用某个类的方法2.");
        System.out.println("age -> " + age + ". name -> " + name);
    }
}

反射机制的动态代理

TestReflect testReflect = new TestReflect();
        System.out.println("类加载器  " + testReflect.getClass().getClassLoader().getClass().getName());
package net.xsoftlab.baike;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
//定义项目接口
interface Subject {
    public String say(String name, int age);
}
// 定义真实项目
class RealSubject implements Subject {
    public String say(String name, int age) {
        return name + "  " + age;
    }
}
class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
    private Object obj = null;
    public Object bind(Object obj) {
        this.obj = obj;
        return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj.getClass().getInterfaces(), this);
    }
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        Object temp = method.invoke(this.obj, args);
        return temp;
    }
}
/**
 * 在java中有三种类类加载器。
 * 
 * 1）Bootstrap ClassLoader 此加载器采用c++编写，一般开发中很少见。
 * 
 * 2）Extension ClassLoader 用来进行扩展类的加载，一般对应的是jrelibext目录中的类
 * 
 * 3）AppClassLoader 加载classpath指定的类，是最常用的加载器。同时也是java中默认的加载器。
 * 
 * 如果想要完成动态代理，首先需要定义一个InvocationHandler接口的子类，已完成代理的具体操作。
 * 
 * @author xsoftlab.net
 * 
 */
public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MyInvocationHandler demo = new MyInvocationHandler();
        Subject sub = (Subject) demo.bind(new RealSubject());
        String info = sub.say("Rollen", 20);
        System.out.println(info);
    }
}

4反射机制的应用实例

在泛型为Integer的ArrayList中存放一个String类型的对象。

public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        Method method = list.getClass().getMethod("add", Object.class);
        method.invoke(list, "Java反射机制实例。");
        System.out.println(list.get(0));
    }
}

通过反射取得并修改数组的信息

public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        int[] temp = { 1, 2, 3, 4, 5 };
        Class<?> demo = temp.getClass().getComponentType();
        System.out.println("数组类型： " + demo.getName());
        System.out.println("数组长度  " + Array.getLength(temp));
        System.out.println("数组的第一个元素: " + Array.get(temp, 0));
        Array.set(temp, 0, 100);
        System.out.println("修改之后数组第一个元素为： " + Array.get(temp, 0));
    }
}

通过反射机制修改数组的大小

public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        int[] temp = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
        int[] newTemp = (int[]) arrayInc(temp, 15);
        print(newTemp);
        String[] atr = { "a", "b", "c" };
        String[] str1 = (String[]) arrayInc(atr, 8);
        print(str1);
    }
    // 修改数组大小
    public static Object arrayInc(Object obj, int len) {
        Class<?> arr = obj.getClass().getComponentType();
        Object newArr = Array.newInstance(arr, len);
        int co = Array.getLength(obj);
        System.arraycopy(obj, 0, newArr, 0, co);
        return newArr;
    }
    // 打印
    public static void print(Object obj) {
        Class<?> c = obj.getClass();
        if (!c.isArray()) {
            return;
        }
        System.out.println("数组长度为： " + Array.getLength(obj));
        for (int i = 0; i < Array.getLength(obj); i++) {
            System.out.print(Array.get(obj, i) + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}

将反射机制应用于工厂模式

interface fruit {
    public abstract void eat();
}
class Apple implements fruit {
    public void eat() {
        System.out.println("Apple");
    }
}
class Orange implements fruit {
    public void eat() {
        System.out.println("Orange");
    }
}
class Factory {
    public static fruit getInstance(String ClassName) {
        fruit f = null;
        try {
            f = (fruit) Class.forName(ClassName).newInstance();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return f;
    }
}
/**
 * 对于普通的工厂模式当我们在添加一个子类的时候，就需要对应的修改工厂类。 当我们添加很多的子类的时候，会很麻烦。
 * Java 工厂模式可以参考
 * http://baike.xsoftlab.net/view/java-factory-pattern
 * 
 * 现在我们利用反射机制实现工厂模式，可以在不修改工厂类的情况下添加任意多个子类。
 * 
 * 但是有一点仍然很麻烦，就是需要知道完整的包名和类名，这里可以使用properties配置文件来完成。
 * 
 * java 读取 properties 配置文件 的方法可以参考
 * http://baike.xsoftlab.net/view/java-read-the-properties-configuration-file
 * 
 * @author xsoftlab.net
 */
public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        fruit f = Factory.getInstance("net.xsoftlab.baike.Apple");
        if (f != null) {
            f.eat();
        }
    }
}

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