【java基础】Java反射机制

　　一、预先需要掌握的知识(java虚拟机) 

　　1）java虚拟机的方法区: 

　　java虚拟机有一个运行时数据区，这个数据区又被分为方法区，堆区和栈区，我们这里需要了解的主要是方法区。方法区的主要作用是存储被装载的类 的类型信息，当java虚拟机装载某个类型的时候，需要类装载器定位相应的class文件，然后将其读入到java虚拟机中，紧接着虚拟机提取class 中的类型信息，将这些信息存储到方法区中。这些信息主要包括: 

1. 这个类型的全限定名 
2. 这个类型的直接超类的全限定名 
3. 这个类型是类类型还是接口类型 
4. 这个类型的访问修饰符 
5. 任何直接超接口的全限定名的有序列表 
6. 该类型的常量池 
7. 字段信息 
8. 方法信息 
9. 除了常量以外的所有类变量 
10. 一个到class类的引用 

　　等等(读者可以参考《深入java虚拟机》这本书的叙述) 

　　2）Class类: 
　　Class类是一个非常重要的java基础类，每当装载一个新的类型的时候，java虚拟机都会在java堆中创建一个对应于新类型的Class实例，该实例就代表此类型，通过该Class实例我们就可以访问该类型的基本信息。上面说到在方法区中会存储某个被装载类的类型信息，我们就可以通过 Class实例来访问这些信息。比如，对于上面说到的信息Class中都有对应的方法，如下: 

1. getName()；这个类型的全限定名 
2. getSuperClass()；这个类型的直接超类的全限定名 
3. isInterface()；这个类型是类类型还是接口类型 
4. getTypeParamters()；这个类型的访问修饰符
5. getInterfaces()；任何直接超接口的全限定名的有序列表 
6. getFields()；字段信息 
7. getMethods()；方法信息 

　　等等(读者可以自己参看jdk帮助文档，得到更多的信息) 

　　二、java反射详解 

　　反射的概念：所谓的反射就是java语言在运行时拥有一项自观的能力，反射使您的程序代码能够得到装载到JVM中的类的内部信息，允许您执行程序时才得到需要类的内部信息，而不是在编写代码的时候就必须要知道所需类的内部信息，这使反射成为构建灵活的应用的主要工具。 

　　反射的常用类和函数：Java反射机制的实现要借助于4个类：Class，Constructor，Field，Method；其中class代 表的是类对象，Constructor－类的构造器对象，Field－类的属性对象，Method－类的方法对象，通过这四个对象我们可以粗略的看到一个类的各个组成部分。其中最核心的就是Class类，它是实现反射的基础，它包含的方法我们在第一部分已经进行了基本的阐述。应用反射时我们最关心的一般是一个类的构造器、属性和方法，下面我们主要介绍Class类中针对这三个元素的方法: 

　　1）得到构造器的方法 

Constructor getConstructor(Class[] params) -- 获得使用特殊的参数类型的公共构造函数， 
Constructor[] getConstructors() -- 获得类的所有公共构造函数 
Constructor getDeclaredConstructor(Class[] params) -- 获得使用特定参数类型的构造函数(与接入级别无关) 
Constructor[] getDeclaredConstructors() -- 获得类的所有构造函数(与接入级别无关) 

　　2）获得字段信息的方法 

Field getField(String name) -- 获得命名的公共字段 
Field[] getFields() -- 获得类的所有公共字段 
Field getDeclaredField(String name) -- 获得类声明的命名的字段 
Field[] getDeclaredFields() -- 获得类声明的所有字段 

　　3）获得方法信息的方法 

Method getMethod(String name, Class[] params) -- 使用特定的参数类型，获得命名的公共方法 
Method[] getMethods() -- 获得类的所有公共方法 
Method getDeclaredMethod(String name, Class[] params) -- 使用特写的参数类型，获得类声明的命名的方法 
Method[] getDeclaredMethods() -- 获得类声明的所有方法

　　4）应用反射的基本步骤: 

　　1、获得你想操作的类的Class对象； 

　　　　方法一：Classc=Class.forName("java.lang.String") //这种方式获得类的Class对象需要 包名.类名

　　　　方法二：对于基本数据类型可以用形如Class c=int.class或Class c=Integer.TYPE的语句 

　　　　方法三：Class c=MyClass.class 

　　2、调用Class中的方法得到你想得到的信息集合，如调用getDeclaredFields()方法得到类的所有属性； 

　　3、处理第2步中得到的信息，然后进行你想做的实际操作。 

　　三、反射实例： 

　　下面我将针对类的构造器、属性和方法分别举三个例子，向大家演示一下反射的应用过程。 

　　1）构造器

　　步骤为：通过反射机制得到某个类的构造器，然后调用该构造器创建该类的一个实例 

package cn.test.reflect;

import java.lang.reflect.*;

public class ConstructorDemo {
    public ConstructorDemo() {
    }

    public ConstructorDemo(int a, int b) {
        System.out.println("a=" + a + "  b=" + b);
    }

    public static void main(String args[]) {
        try {
            Class cls = Class.forName("cn.test.reflect.ConstructorDemo"); // 这里一定要加上包名
            Class partypes[] = new Class[2];
            partypes[0] = Integer.TYPE;
            partypes[1] = Integer.TYPE;
            Constructor ct = cls.getConstructor(partypes);
            Object arglist[] = new Object[2];
            arglist[0] = new Integer(37);
            arglist[1] = new Integer(47);
            Object retobj = ct.newInstance(arglist);
        } catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
        }
    }
}

　　2）属性

　　步骤为：通过反射机制得到某个类的某个属性，然后改变对应于这个类的某个实例的该属性值 

package cn.test.reflect;

import java.lang.reflect.*;

public class FieldDemo1 {
    public double d;

    public static void main(String args[]) {
        try {
            Class cls = Class.forName("cn.test.reflect.FieldDemo1");
            Field fld = cls.getField("d");
            FieldDemo1 fobj = new FieldDemo1();
            System.out.println("d = " + fobj.d);
            fld.setDouble(fobj, 12.34);
            System.out.println("d = " + fobj.d);
        } catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
        }
    }
}

　　3）方法

　　步骤为：通过反射机制得到某个类的某个方法，然后调用对应于这个类的某个实例的该方法

package cn.test.reflect;

//通过使用方法的名字调用方法 
import java.lang.reflect.*;

public class MethodDemo1 {
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    public static void main(String args[]) {
        try {
            Class cls = Class.forName("cn.test.reflect.MethodDemo1");
            Class partypes[] = new Class[2];
            partypes[0] = Integer.TYPE;
            partypes[1] = Integer.TYPE;
            Method meth = cls.getMethod("add", partypes);
            MethodDemo1 methobj = new MethodDemo1();
            Object arglist[] = new Object[2];
            arglist[0] = new Integer(37);
            arglist[1] = new Integer(47);
            Object retobj = meth.invoke(methobj, arglist);
            Integer retval = (Integer) retobj;
            System.out.println(retval.intValue());
        } catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
        }
    }
}

　　四、java反射的应用(Hibernate) 

　　我们在第二部分中对java反射进行了比较系统的阐述，也举了几个简单的实例，下面我们就来讨论一下java反射的具体应用。前面我们已经知 道，Java反射机制提供了一种动态链接程序组件的多功能方法，它允许程序创建和控制任何类的对象(根据安全性限制)之前，无需提前硬编码目标类。这些特 性使得反射特别适用于创建以非常普通的方式与对象协作的库。例如，反射经常在持续存储对象为数据库、XML或其它外部格式的框架中使用。下面我们就已 Hibernate框架为例像大家阐述一下反射的重要意义。 
　　Hibernate是一个屏蔽了JDBC，实现了ORM【对象关系映射（Object/Relation Mapping）】的java框架，利用该框架我们可以抛弃掉繁琐的sql语句而是利用Hibernate中 Session类的save()方法直接将某个类的对象存到数据库中，也就是所涉及到sql语句的那些代码Hibernate帮我们做了。这时候就出现了 一个问题，Hibernate怎样知道他要存的某个对象都有什么属性呢？这些属性都是什么类型呢？如此，它在向数据库中存储该对象属性时的sql语句该怎 么构造呢？解决这个问题的利器就是我们的java反射！ 
　　下面我们以一个例子来进行阐述，比如我们定义了一个User类，这个User类中有20个属性和这些属性的get和set方法，相应的在数据库中 有一个User表，这个User表中对应着20个字段。假设我们从User表中提取了一条记录，现在需要将这条记录的20个字段的内容分别赋给一个 User对象myUser的20个属性，而Hibernate框架在编译的时候并不知道这个User类，他无法直接调用myUser.getXXX或者 myUser.setXXX方法，此时就用到了反射，具体处理过程如下： 

1. 根据查询条件构造PreparedStament语句，该语句返回20个字段的值；
2. Hibernate通过读取配置文件得到User类的属性列表list(是一个String数组)以及这些属性的类型； 
3. 创建myUser所属类的Class对象c；c=myUser.getClass()； 
4. 构造一个for循环，循环的次数为list列表的长度； 

　　　　4.1 读取list[i]的值，然后构造对应该属性的set方法； 

　　　　4.2 判断list[i]的类型XXX，调用PreparedStament语句中的getXXX(i)，进而得到i出字段的值； 

　　　　4.3 将4.2中得到的值作为4.1中得到的set方法的参数，这样就完成了一个字段像一个属性的赋值，如此循环即可；

　　看到了吧，这就是反射的功劳，如果没有反射很难想象如果完成同样的功能会有多么难！但是反射也有缺点，比如性能比较低、安全性比较复杂等。

　　参考资料：http://blog.csdn.net/lilin_xdu/article/details/6872785