Java反射机制详解
一、内容提要：
1、反射机制是什么
2、反射机制能做什么
3、反射机制相关的API
4、通过一个对象获得完整的包名和类名
5、实例化Class类对象
6、获取一个对象的父类与实现的接口
7、获取某个类的全部构造函数
8、通过反射机制实例化一个类的对象
9、获取某个类的全部属性
10、获取某个类的全部方法
11、通过反射机制调用某个类的方法
12、通过反射机制操作某个类的属性
13、反射机制的动态代理
14、反射机制的应用实例
15、在范型为Integer的ArrayList中存放一个String类型的对象
16、通过反射取得并修改数组的信息
17、通过反射机制修改数组的大小
18、将反射机制应用于工厂模式
1、反射机制是什么？
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一个方法和属性；这种动态获取信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制。
2、反射机制能做什么？
反射机制主要提供了以下功能：
1、在运行时判断任意一个对象所属的类
2、在运行时构造任意一个类的对象
3、在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法
4、在运行时调用任意一个对象的方法
5、生成动态代理
3、反射机制相关的API
通过一个对象获得完整的包名和类名
package com.wangjun.ThinkingInJava.java_14.third.java_10; public class TestReflect { public static void main(String[] args) { TestReflect testReflect=new TestReflect(); System.out.println(testReflect.getClass().getName()); } }
输出结果：
1 com.wangjun.ThinkingInJava.java_14.third.java_10.TestReflect
实例化Class类对象
1 package com.wangjun.ThinkingInJava.java_14.third.java_10; 2 3 public class TestReflect { 4 5 public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException { 6 Class<?> class1=null; 7 Class<?> class2=null; 8 Class<?> class3=null; 9 10 //一般采用这种形式 11 class1=Class.forName("com.wangjun.ThinkingInJava.java_14.third.java_10.TestReflect"); 12 class2=new TestReflect().getClass(); 13 class3=TestReflect.class; 14 System.out.println("类名称： "+class1.getName()); 15 System.out.println("类名称： "+class2.getName()); 16 System.out.println("类名称： "+class3.getName()); 17 18 } 19 20 }
输出结果：
1 类名称： com.wangjun.ThinkingInJava.java_14.third.java_10.TestReflect 2 类名称： com.wangjun.ThinkingInJava.java_14.third.java_10.TestReflect 3 类名称： com.wangjun.ThinkingInJava.java_14.third.java_10.TestReflect
获取一个对象的父类与实现的接口：
1 package com.wangjun.ThinkingInJava.java_14.third.java_10; 2 3 import java.io.Serializable; 4 5 public class TestReflect1 implements Serializable { 6 7 public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException { 8 Class<?> clazz=Class.forName("com.wangjun.ThinkingInJava.java_14.third.java_10.TestReflect1"); 9 //取得父类 10 Class<?> parentClass=clazz.getSuperclass(); 11 System.out.println("clazz的父类为： "+parentClass.getName()); 12 //clazz的父类为：java.lang.Object 13 //获取所有的接口 14 Class<?> intes[]=clazz.getInterfaces(); 15 System.out.println("clazz实现的接口有："); 16 for(int i=0;i<intes.length;i++){ 17 System.out.println((i+1)+":"+intes[i].getName()); 18 } 19 } 20 21 }
输出结果：
1 clazz的父类为： java.lang.Object 2 clazz实现的接口有： 3 1:java.io.Serializable
通过反射机制实例化一个类的对象
1 public class TestReflect2 { 2 3 public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException { 4 Class<?> class1=null; 5 class1=Class.forName("com.wangjun.ThinkingInJava.java_14.third.java_10.User"); 6 //第一种方法，实例化默认构造方法，调用set赋值 7 User user=(User) class1.newInstance(); 8 user.setAge(20); 9 user.setName("Rollen"); 10 System.out.println(user); 11 12 //第二种方法 取得全部的构造函数 使用构造函数赋值 13 Constructor<?> cons[]=class1.getConstructors(); 14 //查看每个构造方法需要的参数 15 for(int i=0;i<cons.length;i++){ 16 Class<?>clazzs[]=cons[i].getParameterTypes(); 17 System.out.print("cons["+i+"]("); 18 for(int j=0;j<clazzs.length;j++){ 19 if(j==clazzs.length-1){ 20 System.out.print(clazzs[j].getName()); 21 }else { 22 System.out.print(clazzs[j].getName()+","); 23 } 24 } 25 System.out.println(")"); 26 } 27 28 user=(User) cons[1].newInstance("Rollen"); 29 System.out.println(user); 30 user = (User) cons[0].newInstance(20, "Rollen"); 31 System.out.println(user); 32 } 33 34 }
1 package com.wangjun.ThinkingInJava.java_14.third.java_10; 2 3 public class User { 4 private int age; 5 private String name; 6 public User(){} 7 public User(String name){ 8 super(); 9 this.name=name; 10 } 11 public User(int age,String name){ 12 super(); 13 this.age=age; 14 this.name=name; 15 } 16 public int getAge() { 17 return age; 18 } 19 public void setAge(int age) { 20 this.age = age; 21 } 22 public String getName() { 23 return name; 24 } 25 public void setName(String name) { 26 this.name = name; 27 } 28 29 30 public String toString(){ 31 return "User [age=]"+age+",name="+name+"]"; 32 } 33 34 }
输出结果：
1 User [age=]20,name=Rollen] 2 cons[0](int,java.lang.String) 3 cons[1](java.lang.String) 4 cons[2]() 5 User [age=]0,name=Rollen] 6 User [age=]20,name=Rollen]
获取某个类的全部属性：
1 import java.io.Serializable; 2 import java.lang.reflect.Field; 3 import java.lang.reflect.Modifier; 4 5 public class TestReflect3 implements Serializable{ 6 private String name="main"; 7 public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException{ 8 Class<?> clazz=Class.forName("com.wangjun.ThinkingInJava.java_14.third.java_10.TestReflect3"); 9 System.out.println("======本类属性========"); 10 Field[] fields=clazz.getDeclaredFields(); 11 for(int i=0;i<fields.length;i++){ 12 //权限修饰符 13 int mo=fields[i].getModifiers(); 14 String priv=Modifier.toString(mo); 15 //属性类型 16 Class<?> type=fields[i].getType(); 17 System.out.println(priv+" "+type.getName()+" "+fields[i].getName()+";"); 18 } 19 System.out.println("==========实现的接口或者 父类的属性=============="); 20 //取得实现的接口或者父类的属性 21 Field[] filed1=clazz.getFields(); 22 for(int j=0;j<filed1.length;j++){ 23 // 权限修饰 24 int mo=filed1[j].getModifiers(); 25 String priv=Modifier.toString(mo); 26 27 //属性类型 28 Class<?> type=filed1[j].getType(); 29 System.out.println(priv + " " + type.getName() + " " + filed1[j].getName() + ";"); 30 31 } 32 33 } 34 35 }
输出结果：
1 ======本类属性======== 2 private java.lang.String name; 3 ==========实现的接口或者 父类的属性==============
获取某个类的全部方法
1 package com.wangjun.ThinkingInJava.java_14.third.java_10; 2 3 import java.io.Serializable; 4 import java.lang.reflect.Method; 5 import java.lang.reflect.Modifier; 6 7 public class TestReflect4 implements Serializable { 8 9 public static void main(String[] args) throws Exception{ 10 Class<?> clazz=Class.forName("com.wangjun.ThinkingInJava.java_14.third.java_10.TestReflect4"); 11 Method method[]=clazz.getMethods(); 12 for (int i = 0; i < method.length; ++i) { 13 Class<?> returnType = method[i].getReturnType(); 14 Class<?> para[] = method[i].getParameterTypes(); 15 int temp = method[i].getModifiers(); 16 System.out.print(Modifier.toString(temp) + " "); 17 System.out.print(returnType.getName() + " "); 18 System.out.print(method[i].getName() + " "); 19 System.out.print("("); 20 for (int j = 0; j < para.length; ++j) { 21 System.out.print(para[j].getName() + " " + "arg" + j); 22 if (j < para.length - 1) { 23 System.out.print(","); 24 } 25 } 26 Class<?> exce[] = method[i].getExceptionTypes(); 27 if (exce.length > 0) { 28 System.out.print(") throws "); 29 for (int k = 0; k < exce.length; ++k) { 30 System.out.print(exce[k].getName() + " "); 31 if (k < exce.length - 1) { 32 System.out.print(","); 33 } 34 } 35 } else { 36 System.out.print(")"); 37 } 38 System.out.println(); 39 } 40 41 } 42 43 }
输出结果：
1 public boolean equals (java.lang.Object arg0) 2 public java.lang.String toString () 3 public native int hashCode () 4 public final native java.lang.Class getClass () 5 public final native void notify () 6 public final native void notifyAll ()
通过反射机制调用某个类的方法
1 public class TestReflect5 { 2 3 public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, SecurityException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, InstantiationException { 4 Class<?> clazz=Class.forName("com.wangjun.ThinkingInJava.java_14.third.java_10.TestReflect5"); 5 //调用TestReflect类中的reflect1方法 6 Method method=clazz.getMethod("reflect1"); 7 method.invoke(clazz.newInstance()); 8 //Java 反射机制-调用某个类的方法1. 9 //调用TestReflect的reflect2方法 10 method=clazz.getMethod("reflect2", int.class,String.class); 11 method.invoke(clazz.newInstance(), 20,"张三"); 12 13 } 14 15 public void reflect1(){ 16 System.out.println("Java 反射机制 - 调用某个类的方法1."); 17 } 18 public void reflect2(int age, String name) { 19 System.out.println("Java 反射机制 - 调用某个类的方法2."); 20 System.out.println("age -> " + age + ". name -> " + name); 21 } 22 23 }
运行结果：
1 Java 反射机制 - 调用某个类的方法1. 2 Java 反射机制 - 调用某个类的方法2. 3 age -> 20. name -> 张三
通过反射机制调用某个类的方法
1 package net.xsoftlab.baike; 2 import java.lang.reflect.Method; 3 public class TestReflect { 4 public static void main(String[] args) throws Exception { 5 Class<?> clazz = Class.forName("net.xsoftlab.baike.TestReflect"); 6 // 调用TestReflect类中的reflect1方法 7 Method method = clazz.getMethod("reflect1"); 8 method.invoke(clazz.newInstance()); 9 // Java 反射机制 - 调用某个类的方法1. 10 // 调用TestReflect的reflect2方法 11 method = clazz.getMethod("reflect2", int.class, String.class); 12 method.invoke(clazz.newInstance(), 20, "张三"); 13 // Java 反射机制 - 调用某个类的方法2. 14 // age -> 20. name -> 张三 15 } 16 public void reflect1() { 17 System.out.println("Java 反射机制 - 调用某个类的方法1."); 18 } 19 public void reflect2(int age, String name) { 20 System.out.println("Java 反射机制 - 调用某个类的方法2."); 21 System.out.println("age -> " + age + ". name -> " + name); 22 } 23 }
通过反射机制调用某个类的属性
1 package net.xsoftlab.baike; 2 import java.lang.reflect.Field; 3 public class TestReflect { 4 private String proprety = null; 5 public static void main(String[] args) throws Exception { 6 Class<?> clazz = Class.forName("net.xsoftlab.baike.TestReflect"); 7 Object obj = clazz.newInstance(); 8 // 可以直接对 private 的属性赋值 9 Field field = clazz.getDeclaredField("proprety"); 10 field.setAccessible(true); 11 field.set(obj, "Java反射机制"); 12 System.out.println(field.get(obj)); 13 } 14 }
反射机制的动态代理
1 // 获取类加载器的方法 2 TestReflect testReflect = new TestReflect(); 3 System.out.println("类加载器 " + testReflect.getClass().getClassLoader().getClass().getName()); 4 package net.xsoftlab.baike; 5 import java.lang.reflect.InvocationHandler; 6 import java.lang.reflect.Method; 7 import java.lang.reflect.Proxy; 8 //定义项目接口 9 interface Subject { 10 public String say(String name, int age); 11 } 12 // 定义真实项目 13 class RealSubject implements Subject { 14 public String say(String name, int age) { 15 return name + " " + age; 16 } 17 } 18 class MyInvocationHandler implements InvocationHandler { 19 private Object obj = null; 20 public Object bind(Object obj) { 21 this.obj = obj; 22 return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj.getClass().getInterfaces(), this); 23 } 24 public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { 25 Object temp = method.invoke(this.obj, args); 26 return temp; 27 } 28 } 29 /** 30 * 在java中有三种类类加载器。 31 * 32 * 1）Bootstrap ClassLoader 此加载器采用c++编写，一般开发中很少见。 33 * 34 * 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 35 * 36 * 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。 37 * 38 * 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。 39 * 40 * @author xsoftlab.net 41 * 42 */ 43 public class TestReflect { 44 public static void main(String[] args) throws Exception { 45 MyInvocationHandler demo = new MyInvocationHandler(); 46 Subject sub = (Subject) demo.bind(new RealSubject()); 47 String info = sub.say("Rollen", 20); 48 System.out.println(info); 49 } 50 }
二、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
1 package net.xsoftlab.baike; 2 import java.lang.reflect.Method; 3 import java.util.ArrayList; 4 public class TestReflect { 5 public static void main(String[] args) throws Exception { 6 ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>(); 7 Method method = list.getClass().getMethod("add", Object.class); 8 method.invoke(list, "Java反射机制实例。"); 9 System.out.println(list.get(0)); 10 } 11 }
通过反射取得并修改数组的信息
1 package net.xsoftlab.baike; 2 import java.lang.reflect.Array; 3 public class TestReflect { 4 public static void main(String[] args) throws Exception { 5 int[] temp = { 1, 2, 3, 4, 5 }; 6 Class<?> demo = temp.getClass().getComponentType(); 7 System.out.println("数组类型： " + demo.getName()); 8 System.out.println("数组长度 " + Array.getLength(temp)); 9 System.out.println("数组的第一个元素: " + Array.get(temp, 0)); 10 Array.set(temp, 0, 100); 11 System.out.println("修改之后数组第一个元素为： " + Array.get(temp, 0)); 12 } 13 }
通过反射机制修改数组的大小
1 package net.xsoftlab.baike; 2 import java.lang.reflect.Array; 3 public class TestReflect { 4 public static void main(String[] args) throws Exception { 5 int[] temp = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 }; 6 int[] newTemp = (int[]) arrayInc(temp, 15); 7 print(newTemp); 8 String[] atr = { "a", "b", "c" }; 9 String[] str1 = (String[]) arrayInc(atr, 8); 10 print(str1); 11 } 12 // 修改数组大小 13 public static Object arrayInc(Object obj, int len) { 14 Class<?> arr = obj.getClass().getComponentType(); 15 Object newArr = Array.newInstance(arr, len); 16 int co = Array.getLength(obj); 17 System.arraycopy(obj, 0, newArr, 0, co); 18 return newArr; 19 } 20 // 打印 21 public static void print(Object obj) { 22 Class<?> c = obj.getClass(); 23 if (!c.isArray()) { 24 return; 25 } 26 System.out.println("数组长度为： " + Array.getLength(obj)); 27 for (int i = 0; i < Array.getLength(obj); i++) { 28 System.out.print(Array.get(obj, i) + " "); 29 } 30 System.out.println(); 31 } 32 }
将反射应用于工厂模式
1 package net.xsoftlab.baike; 2 interface fruit { 3 public abstract void eat(); 4 } 5 class Apple implements fruit { 6 public void eat() { 7 System.out.println("Apple"); 8 } 9 } 10 class Orange implements fruit { 11 public void eat() { 12 System.out.println("Orange"); 13 } 14 } 15 class Factory { 16 public static fruit getInstance(String ClassName) { 17 fruit f = null; 18 try { 19 f = (fruit) Class.forName(ClassName).newInstance(); 20 } catch (Exception e) { 21 e.printStackTrace(); 22 } 23 return f; 24 } 25 } 26 /** 27 * 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。 28 * Java 工厂模式可以参考 29 * http://baike.xsoftlab.net/view/java-factory-pattern 30 * 31 * 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。 32 * 33 * 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。 34 * 35 * java 读取 properties 配置文件 的方法可以参考 36 * http://baike.xsoftlab.net/view/java-read-the-properties-configuration-file 37 * 38 * @author xsoftlab.net 39 */ 40 public class TestReflect { 41 public static void main(String[] args) throws Exception { 42 fruit f = Factory.getInstance("net.xsoftlab.baike.Apple"); 43 if (f != null) { 44 f.eat(); 45 } 46 } 47 }
