深入淺析Java反射機(jī)制

更新時(shí)間：2015年11月06日 11:31:06 投稿：mrr

Java反射機(jī)制是在運(yùn)行狀態(tài)中，對(duì)于任意一個(gè)類，都能夠知道這個(gè)類的所有屬性和方法；對(duì)于任意一個(gè)對(duì)象，都能夠調(diào)用它的任意一個(gè)方法和屬性；這種動(dòng)態(tài)獲取的信息以及動(dòng)態(tài)調(diào)用對(duì)象的方法的功能稱為Java語言的反射機(jī)制。反射的概念是由Smith在1982年首次提出的，主要是指程序可以訪問、檢測(cè)和修改它本身狀態(tài)或行為的一種能力。這一概念的提出很快引發(fā)了計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域關(guān)于應(yīng)用反射性的研究。它首先被程序語言的設(shè)計(jì)領(lǐng)域所采用,并在Lisp和面向?qū)ο蠓矫嫒〉昧顺煽?jī)。當(dāng)然反射本身并不是一個(gè)新概念，它可能會(huì)使我們聯(lián)想到光學(xué)中的反射概念，盡管計(jì)算機(jī)科學(xué)賦予了反射概念新的含義，但是，從現(xiàn)象上來說，它們確實(shí)有某些相通之處，這些有助于我們的理解。

Java反射機(jī)制主要提供下面幾種用途：

在運(yùn)行時(shí)判斷任意一個(gè)對(duì)象所屬的類

在運(yùn)行時(shí)構(gòu)造任意一個(gè)類的對(duì)象

在運(yùn)行時(shí)判斷任意一個(gè)類所具有的成員變量和方法

在運(yùn)行時(shí)調(diào)用任意一個(gè)對(duì)象的方法

首先看一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，通過這個(gè)例子來理解Java的反射機(jī)制是如何工作的。

package com.wanggc.reflection;
import java.lang.reflect.Method;
/**
 * Java 反射練習(xí)。
 * 
 * @author Wanggc
 */
public class ForNameTest {
  /**
   * 入口函數(shù)。
   * 
   * @param args
   *      參數(shù)
   * @throws Exception
   *       錯(cuò)誤信息
   */
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    // 獲得Class
    Class<?> cls = Class.forName(args[0]);
    // 通過Class獲得所對(duì)應(yīng)對(duì)象的方法
    Method[] methods = cls.getMethods();
    // 輸出每個(gè)方法名
    for (Method method : methods) {
      System.out.println(method);
    }
  }
}

當(dāng)傳入的參數(shù)是java.lang.String時(shí)，會(huì)輸出如下結(jié)果

public boolean java.lang.String.equals(java.lang.Object)
public java.lang.String java.lang.String.toString()
public int java.lang.String.hashCode()
public int java.lang.String.compareTo(java.lang.String)
public int java.lang.String.compareTo(java.lang.Object)
public int java.lang.String.indexOf(int)
public int java.lang.String.indexOf(int,int)
public int java.lang.String.indexOf(java.lang.String)
public int java.lang.String.indexOf(java.lang.String,int)
public static java.lang.String java.lang.String.valueOf(int)
public static java.lang.String java.lang.String.valueOf(char)
public static java.lang.String java.lang.String.valueOf(boolean)
public static java.lang.String java.lang.String.valueOf(float)
public static java.lang.String java.lang.String.valueOf(char[],int,int)
public static java.lang.String java.lang.String.valueOf(double)
public static java.lang.String java.lang.String.valueOf(char[])
public static java.lang.String java.lang.String.valueOf(java.lang.Object)
public static java.lang.String java.lang.String.valueOf(long)
public char java.lang.String.charAt(int)
public int java.lang.String.codePointAt(int)
public int java.lang.String.codePointBefore(int)
public int java.lang.String.codePointCount(int,int)
public int java.lang.String.compareToIgnoreCase(java.lang.String)
public java.lang.String java.lang.String.concat(java.lang.String)
public boolean java.lang.String.contains(java.lang.CharSequence)
public boolean java.lang.String.contentEquals(java.lang.CharSequence)
public boolean java.lang.String.contentEquals(java.lang.StringBuffer)
public static java.lang.String java.lang.String.copyValueOf(char[])
public static java.lang.String java.lang.String.copyValueOf(char[],int,int)
public boolean java.lang.String.endsWith(java.lang.String)
public boolean java.lang.String.equalsIgnoreCase(java.lang.String)
public static java.lang.String java.lang.String.format(java.lang.String,java.lang.Object[])
public static java.lang.String java.lang.String.format(java.util.Locale,java.lang.String,java.lang.Object[])
public byte[] java.lang.String.getBytes(java.lang.String) throws java.io.UnsupportedEncodingException
public void java.lang.String.getBytes(int,int,byte[],int)
public byte[] java.lang.String.getBytes()
public byte[] java.lang.String.getBytes(java.nio.charset.Charset)
public void java.lang.String.getChars(int,int,char[],int)
public native java.lang.String java.lang.String.intern()
public boolean java.lang.String.isEmpty()
public int java.lang.String.lastIndexOf(java.lang.String)
public int java.lang.String.lastIndexOf(int,int)
public int java.lang.String.lastIndexOf(int)
public int java.lang.String.lastIndexOf(java.lang.String,int)
public int java.lang.String.length()
public boolean java.lang.String.matches(java.lang.String)
public int java.lang.String.offsetByCodePoints(int,int)
public boolean java.lang.String.regionMatches(boolean,int,java.lang.String,int,int)
public boolean java.lang.String.regionMatches(int,java.lang.String,int,int)
public java.lang.String java.lang.String.replace(java.lang.CharSequence,java.lang.CharSequence)
public java.lang.String java.lang.String.replace(char,char)
public java.lang.String java.lang.String.replaceAll(java.lang.String,java.lang.String)
public java.lang.String java.lang.String.replaceFirst(java.lang.String,java.lang.String)
public java.lang.String[] java.lang.String.split(java.lang.String)
public java.lang.String[] java.lang.String.split(java.lang.String,int)
public boolean java.lang.String.startsWith(java.lang.String)
public boolean java.lang.String.startsWith(java.lang.String,int)
public java.lang.CharSequence java.lang.String.subSequence(int,int)
public java.lang.String java.lang.String.substring(int)
public java.lang.String java.lang.String.substring(int,int)
public char[] java.lang.String.toCharArray()
public java.lang.String java.lang.String.toLowerCase()
public java.lang.String java.lang.String.toLowerCase(java.util.Locale)
public java.lang.String java.lang.String.toUpperCase()
public java.lang.String java.lang.String.toUpperCase(java.util.Locale)
public java.lang.String java.lang.String.trim()
public final native void java.lang.Object.wait(long) throws java.lang.InterruptedException
public final void java.lang.Object.wait() throws java.lang.InterruptedException
public final void java.lang.Object.wait(long,int) throws java.lang.InterruptedException
public final native java.lang.Class java.lang.Object.getClass()
public final native void java.lang.Object.notify()
public final native void java.lang.Object.notifyAll()

這樣就列出了java.lang.String類的所有方法名、及其限制符、返回類型及拋出的異常。這個(gè)程序使用Class類forName方法載入指定的類，然后調(diào)用getMethods方法返回指定類的方法列表。java.lang.reflect.Method用來表述某個(gè)類中的單一方法。

使用java的反射機(jī)制，一般需要遵循三步：

獲得你想操作類的Class對(duì)象
通過第一步獲得的Class對(duì)象去取得操作類的方法或是屬性名
操作第二步取得的方法或是屬性

Java運(yùn)行的時(shí)候，某個(gè)類無論生成多少個(gè)對(duì)象，他們都會(huì)對(duì)應(yīng)同一個(gè)Class對(duì)象，它表示正在運(yùn)行程序中的類和接口。如何取得操作類的Class對(duì)象，常用的有三種方式：

調(diào)用Class的靜態(tài)方法forName，如上例；

使用類的.class語法，如：Class<?> cls = String.class；
調(diào)用對(duì)象的getClass方法，如：String str = "abc"；Class<?> cls = str .getClass()；

下面將通過實(shí)例講述如何通過前面所訴的三步來執(zhí)行某對(duì)象的某個(gè)方法：

 package com.wanggc.reflection;
 import java.lang.reflect.Method;
 /**
  * Java 反射練習(xí)。
  * 
  * @author Wanggc
  */
 public class ReflectionTest {
   public static void main(String[] args) throws Exception {
     DisPlay disPlay = new DisPlay();
     // 獲得Class
     Class<?> cls = disPlay.getClass();
     // 通過Class獲得DisPlay類的show方法
     Method method = cls.getMethod("show", String.class);
     // 調(diào)用show方法
     method.invoke(disPlay, "Wanggc");
   }
 }
 class DisPlay {
   public void show(String name) {
     System.out.println("Hello :" + name);
   }
 }

前面說過，Java程序的每個(gè)類都會(huì)有個(gè)Class對(duì)象與之對(duì)應(yīng)。Java反射的第一步就是獲得這個(gè)Class對(duì)象，如代碼14行。當(dāng)然，每個(gè)類的方法也必有一個(gè)Method對(duì)象與之對(duì)應(yīng)。要通過反射的方式調(diào)用這個(gè)方法，就要首先獲得這個(gè)方法的Method對(duì)象,如代碼16行，然后用Method對(duì)象反過來調(diào)用這個(gè)方法，如代碼18行。注意16行g(shù)etMethod方法的第一個(gè)參數(shù)是方法名，第二個(gè)是此方法的參數(shù)類型，如果是多個(gè)參數(shù)，接著添加參數(shù)就可以了，因?yàn)間etMethod是可變參數(shù)方法。執(zhí)行18行代碼的invoke方法，其實(shí)也就是執(zhí)行show方法，注意invoke的第一個(gè)參數(shù)，是DisPlay類的一個(gè)對(duì)象，也就是調(diào)用DisPlay類哪個(gè)對(duì)象的show方法，第二個(gè)參數(shù)是給show方法傳遞的參數(shù)。類型和個(gè)數(shù)一定要與16行的getMethod方法一直。

上例講述了如何通過反射調(diào)用某個(gè)類的方法，下面將再通過一個(gè)實(shí)例講述如何通過反射給某個(gè)類的屬性賦值：

 package com.wanggc.reflection;
  import java.lang.reflect.Field;
  /**
  * Java 反射之屬性練習(xí)。
  * 
  * @author Wanggc
  */
 public class ReflectionTest {
   public static void main(String[] args) throws Exception {
     // 建立學(xué)生對(duì)象
     Student student = new Student();
     // 為學(xué)生對(duì)象賦值
     student.setStuName("Wanggc");
     student.setStuAge();
     // 建立拷貝目標(biāo)對(duì)象
     Student destStudent = new Student();
     // 拷貝學(xué)生對(duì)象
     copyBean(student, destStudent);
     // 輸出拷貝結(jié)果
     System.out.println(destStudent.getStuName() + ":"
         + destStudent.getStuAge());
   }
   /**
    * 拷貝學(xué)生對(duì)象信息。
    * 
    * @param from
    *      拷貝源對(duì)象
    * @param dest
    *      拷貝目標(biāo)對(duì)象
    * @throws Exception
    *       例外
 */
   private static void copyBean(Object from, Object dest) throws Exception {
     // 取得拷貝源對(duì)象的Class對(duì)象
     Class<?> fromClass = from.getClass();
     // 取得拷貝源對(duì)象的屬性列表
     Field[] fromFields = fromClass.getDeclaredFields();
     // 取得拷貝目標(biāo)對(duì)象的Class對(duì)象
     Class<?> destClass = dest.getClass();
     Field destField = null;
     for (Field fromField : fromFields) {
       // 取得拷貝源對(duì)象的屬性名字
       String name = fromField.getName();
       // 取得拷貝目標(biāo)對(duì)象的相同名稱的屬性
       destField = destClass.getDeclaredField(name);
       // 設(shè)置屬性的可訪問性
       fromField.setAccessible(true);
       destField.setAccessible(true);
       // 將拷貝源對(duì)象的屬性的值賦給拷貝目標(biāo)對(duì)象相應(yīng)的屬性
       destField.set(dest, fromField.get(from));
     }
   }
 }
 /**
  * 學(xué)生類。
  */
 class Student {
   /** 姓名 */
   private String stuName;
   /** 年齡 */
   private int stuAge;
   /**
    * 獲取學(xué)生姓名。
    * 
    * @return 學(xué)生姓名
 */
   public String getStuName() {
     return stuName;
   }
   /**
    * 設(shè)置學(xué)生姓名
    * 
    * @param stuName
    *      學(xué)生姓名
 */
   public void setStuName(String stuName) {
     this.stuName = stuName;
   }
   /**
    * 獲取學(xué)生年齡
    * 
    * @return 學(xué)生年齡
 */
   public int getStuAge() {
     return stuAge;
   }
   /**
    * 設(shè)置學(xué)生年齡
    * 
    * @param stuAge
    *      學(xué)生年齡
 */
   public void setStuAge(int stuAge) {
     this.stuAge = stuAge;
   }
 }

Java的發(fā)射機(jī)制中類有Class對(duì)應(yīng)，類的方法有Method對(duì)應(yīng)，當(dāng)然屬性也有Field與之對(duì)應(yīng)。代碼中注釋已經(jīng)做了詳細(xì)的注釋，在此不再贅述。但要注意，F(xiàn)ield提供了get和set方法獲取和設(shè)置屬性的值，但是由于屬性是私有類型，所以需要設(shè)置屬性的可訪問性為true，如代碼50~51行。也可以在為整個(gè)fields設(shè)置可訪問性，在40行下面使用AccessibleObject的靜態(tài)方法setAccessible，如：AccessibleObject.setAccessible(fromFields, true);

前面講述了如何用Java反射機(jī)制操作一個(gè)類的方法和屬性，下面再通過一個(gè)實(shí)例講述如何在運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建類的一個(gè)對(duì)象：

package com.wanggc.reflection;
 import java.lang.reflect.Field;
 /**
  * Java 反射之屬性練習(xí)。
  * 
  * @author Wanggc
  */
 public class ReflectionTest {
   public static void main(String[] args) throws Exception {
     // 建立學(xué)生對(duì)象
     Student student = new Student();
     // 為學(xué)生對(duì)象賦值
     student.setStuName("Wanggc");
     student.setStuAge();
     // 建立拷貝目標(biāo)對(duì)象
     Student destStudent = (Student) copyBean(student);
     // 輸出拷貝結(jié)果
     System.out.println(destStudent.getStuName() + ":"
         + destStudent.getStuAge());
   }
   /**
   * 拷貝學(xué)生對(duì)象信息。
   * 
   * @param from
   *      拷貝源對(duì)象
   * @param dest
   *      拷貝目標(biāo)對(duì)象
   * @throws Exception
   *       例外
 */
   private static Object copyBean(Object from) throws Exception {
     // 取得拷貝源對(duì)象的Class對(duì)象
     Class<?> fromClass = from.getClass();
     // 取得拷貝源對(duì)象的屬性列表
     Field[] fromFields = fromClass.getDeclaredFields();
     // 取得拷貝目標(biāo)對(duì)象的Class對(duì)象
     Object ints = fromClass.newInstance();
     for (Field fromField : fromFields) {
       // 設(shè)置屬性的可訪問性
       fromField.setAccessible(true);
       // 將拷貝源對(duì)象的屬性的值賦給拷貝目標(biāo)對(duì)象相應(yīng)的屬性
       fromField.set(ints, fromField.get(from));
     }
     return ints;
   }
 }
 /**
 * 學(xué)生類。
 */
 class Student {
   /** 姓名 */
   private String stuName;
   /** 年齡 */
   private int stuAge;
   /**
   * 獲取學(xué)生姓名。
   * 
   * @return 學(xué)生姓名
 */
   public String getStuName() {
     return stuName;
   }
   /**
   * 設(shè)置學(xué)生姓名
   * 
   * @param stuName
   *      學(xué)生姓名
 */
   public void setStuName(String stuName) {
     this.stuName = stuName;
   }
   /**
   * 獲取學(xué)生年齡
   * 
   * @return 學(xué)生年齡
 */
   public int getStuAge() {
     return stuAge;
   }
   /**
   * 設(shè)置學(xué)生年齡
   * 
   * @param stuAge
   *      學(xué)生年齡
 */
   public void setStuAge(int stuAge) {
     this.stuAge = stuAge;
   }
}

此例和上例運(yùn)行的結(jié)果是相同的。但是copyBean方法返回的對(duì)象不再是外面?zhèn)魅氲模怯煞椒▋?nèi)部產(chǎn)生的，如第40行代碼所示。注意：Class的newInstance方法，只能創(chuàng)建只包含無參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)的類，如果某類只有帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，那么就要使用另外一種方式：fromClass.getDeclaredConstructor(int.class,String.class).newInstance(24,"wanggc");

至此，Java反射機(jī)制的常用機(jī)能(運(yùn)行時(shí)調(diào)用對(duì)象的方法、類屬性的使用、創(chuàng)類類的對(duì)象)已經(jīng)介紹完了。

補(bǔ)充：在獲得類的方法、屬性、構(gòu)造函數(shù)時(shí)，會(huì)有g(shù)etXXX和getgetDeclaredXXX兩種對(duì)應(yīng)的方法。之間的區(qū)別在于前者返回的是訪問權(quán)限為public的方法和屬性，包括父類中的；但后者返回的是所有訪問權(quán)限的方法和屬性，不包括父類的。

以上內(nèi)容就是給大家介紹的java發(fā)射機(jī)制，希望大家喜歡。

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