Java高级特性——反射
定义
JAVA反射机制是在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法;对于任意一个对象,都能够调用它的任意方法和属性;这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射机制。
用途
在日常的第三方应用开发过程中,经常会遇到某个类的某个成员变量、方法或是属性是私有的或是只对系统应用开放,这时候就可以利用Java的反射机制通过反射来获取所需的私有成员或是方法。当然,也不是所有的都适合反射,之前就遇到一个案例,通过反射得到的结果与预期不符。阅读源码发现,经过层层调用后在最终返回结果的地方对应用的权限进行了校验,对于没有权限的应用返回值是没有意义的缺省值,否则返回实际值起到保护用户的隐私目的。
反射机制的相关类
与Java反射相关的类如下:
类名 | 用途 |
Class类 | 代表类的实体,在运行的Java应用程序中表示类和接口 |
Field类 | 代表类的成员变量(成员变量也称为类的属性) |
Method类 | 代表类的方法 |
Constructor类 | 代表类的构造方法 |
Class类
Class代表类的实体,在运行的Java应用程序中表示类和接口。在这个类中提供了很多有用的方法,这里对他们简单的分类介绍。
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获得类相关的方法
方法 | 用途 |
asSubclass(Class<U> clazz) | 把传递的类的对象转换成代表其子类的对象 |
Cast | 把对象转换成代表类或是接口的对象 |
getClassLoader() | 获得类的加载器 |
getClasses() | 返回一个数组,数组中包含该类中所有公共类和接口类的对象 |
getDeclaredClasses() | 返回一个数组,数组中包含该类中所有类和接口类的对象 |
forName(String className) | 根据类名返回类的对象 |
getName() | 获得类的完整路径名字 |
newInstance() | 创建类的实例 |
getPackage() | 获得类的包 |
getSimpleName() | 获得类的名字 |
getSuperclass() | 获得当前类继承的父类的名字 |
getInterfaces() | 获得当前类实现的类或是接口 |
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获得类中属性相关的方法
方法 | 用途 |
getAnnotation(Class<A> annotationClass) | 返回该类中与参数类型匹配的公有注解对象 |
getAnnotations() | 返回该类所有的公有注解对象 |
getDeclaredAnnotation(Class<A> annotationClass) | 返回该类中与参数类型匹配的所有注解对象 |
getDeclaredAnnotations() | 返回该类所有的注解对象 |
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获得类中构造器相关的方法
方法 | 用途 |
getConstructor(Class...<?> parameterTypes) | 获得该类中与参数类型匹配的公有构造方法 |
getConstructors() | 获得该类的所有公有构造方法 |
getDeclaredConstructor(Class...<?> parameterTypes) | 获得该类中与参数类型匹配的构造方法 |
getDeclaredConstructors() | 获得该类所有构造方法 |
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获得类中方法相关的方法
方法 用途 getMethod(String name, Class...<?> parameterTypes) 获得该类某个公有的方法 getMethods() 获得该类所有公有的方法 getDeclaredMethod(String name, Class...<?> parameterTypes) 获得该类某个方法 getDeclaredMethods() 获得该类所有方法 -
类中其他重要的方法
方法 | 用途 |
isAnnotation() | 如果是注解类型则返回true |
isAnnotationPresent(Class<? extends Annotation> annotationClass) | 如果是指定类型注解类型则返回true |
isAnonymousClass() | 如果是匿名类则返回true |
isArray() | 如果是一个数组类则返回true |
isEnum() | 如果是枚举类则返回true |
isInstance(Object obj) | 如果obj是该类的实例则返回true |
isInterface() | 如果是接口类则返回true |
isLocalClass() | 如果是局部类则返回true |
isMemberClass() | 如果是内部类则返回true |
Field类
Field代表类的成员变量(成员变量也称为类的属性)。
方法 | 用途 |
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equals(Object obj) | 属性与obj相等则返回true |
get(Object obj) | 获得obj中对应的属性值 |
set(Object obj, Object value) | 设置obj中对应属性值 |
Method类
Method代表类的方法。
方法 | 用途 |
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invoke(Object obj, Object... args) | 传递object对象及参数调用该对象对应的方法 |
Constructor类
Constructor代表类的构造方法。
方法 | 用途 |
---|---|
newInstance(Object... initargs) | 根据传递的参数创建类的对象 |
示例
为了演示反射的使用,首先构造一个与书籍相关的model——Book.java,然后通过反射方法示例创建对象、反射私有构造方法、反射私有属性、反射私有方法,最后给出两个比较复杂的反射示例——获得当前ZenMode和关机Shutdown。
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被反射类Book.java
public class Book{ private final static String TAG = "BookTag"; private String name; private String author; @Override public String toString() { return "Book{" + "name='" + name + '\'' + ", author='" + author + '\'' + '}'; } public Book() { } private Book(String name, String author) { this.name = name; this.author = author; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public String getAuthor() { return author; } public void setAuthor(String author) { this.author = author; } private String declaredMethod(int index) { String string = null; switch (index) { case 0: string = "I am declaredMethod 1 !"; break; case 1: string = "I am declaredMethod 2 !"; break; default: string = "I am declaredMethod 1 !"; } return string; } }
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反射逻辑封装在ReflectClass.java
public class ReflectClass { private final static String TAG = "peter.log.ReflectClass"; // 创建对象 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进阶之光"); book.setAuthor("刘望舒"); Log.d(TAG,"reflectNewInstance book = " + book.toString()); } catch (Exception ex) { ex.printStackTrace(); } } // 反射私有的构造方法 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开发艺术探索","任玉刚"); Book book = (Book) objectBook; Log.d(TAG,"reflectPrivateConstructor book = " + book.toString()); } catch (Exception ex) { ex.printStackTrace(); } } // 反射私有属性 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(); } } // 获得系统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$Stub"); Method mAsInterface = cINotificationManagerStub.getMethod("asInterface",IBinder.class); Object oINotificationManager = mAsInterface.invoke(null,oNotificationManagerService); Method mGetZenMode = cINotificationManagerStub.getMethod("getZenMode"); zenMode = (int) mGetZenMode.invoke(oINotificationManager); } catch (Exception ex) { ex.printStackTrace(); } return zenMode; } // 关闭手机 public static void shutDown() { try { Class<?> cServiceManager = Class.forName("android.os.ServiceManager"); Method mGetService = cServiceManager.getMethod("getService",String.class); Object oPowerManagerService = mGetService.invoke(null,Context.POWER_SERVICE); Class<?> cIPowerManagerStub = Class.forName("android.os.IPowerManager$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"); // 获得ServiceManager的getService方法 Method getService = ServiceManager.getMethod("getService", java.lang.String.class); // 调用getService获取RemoteService Object oRemoteService = getService.invoke(null, Context.POWER_SERVICE); // 获得IPowerManager.Stub类 Class<?> cStub = Class.forName("android.os.IPowerManager$Stub"); // 获得asInterface方法 Method asInterface = cStub.getMethod("asInterface", android.os.IBinder.class); // 调用asInterface方法获取IPowerManager对象 Object oIPowerManager = asInterface.invoke(null, oRemoteService); if (shutdown) { // 获得shutdown()方法 Method shutdownMethod = oIPowerManager.getClass().getMethod( "shutdown", boolean.class, String.class, boolean.class); // 调用shutdown()方法 shutdownMethod.invoke(oIPowerManager, confirm, null, false); } else { // 获得reboot()方法 Method rebootMethod = oIPowerManager.getClass().getMethod("reboot", boolean.class, String.class, boolean.class); // 调用reboot()方法 rebootMethod.invoke(oIPowerManager, confirm, null, false); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }
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调用相应反射逻辑方法
try { // 创建对象 ReflectClass.reflectNewInstance(); // 反射私有的构造方法 ReflectClass.reflectPrivateConstructor(); // 反射私有属性 ReflectClass.reflectPrivateField(); // 反射私有方法 ReflectClass.reflectPrivateMethod(); } catch (Exception ex) { ex.printStackTrace(); } Log.d(TAG," zenmode = " + ReflectClass.getZenMode());
Log输出结果如下:
08-27 15:11:37.999 11987-11987/com.android.peter.reflectdemo D/peter.log.ReflectClass: reflectNewInstance book = Book{name='Android进阶之光', author='刘望舒'} 08-27 15:11:38.000 11987-11987/com.android.peter.reflectdemo D/peter.log.ReflectClass: reflectPrivateConstructor book = Book{name='Android开发艺术探索', author='任玉刚'} 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