Java—反射

通过程序化的方式间接对Class的对象实例操作，Class文件由类装载器装载后，在JVM中将形成一份描述Class结构的元信息对象，通过该元信息对象可以获知Class的结构信息：如构造函数、属性和方法等。

Java允许用户借由这个Class相关的元信息对象间接调用Class对象的功能，则就为使用程序化方法操作Class对象开辟了途径。

 

类装载器 ClassLoader

类装载器就是寻找类的字节码文件并构造出类在JVM内部表示的对象组件。在Java中，类装载器把一个类装入JVM中，经过的步骤如下：

1）装载：查找和导入Class文件；

2）链接：执行校验、准备和解析步骤，其中解析步骤是可以选择的：

    a）校验：检查载入Class文件数据的正确性；

    b）准备：给类的静态变量分配存储空间；

    c）解析：将符号引用转成直接引用；

3）初始化：对类的静态变量、静态代码块执行初始化工作。

JVM在运行时会产生三个ClassLoader：根装载器、ExtClassLoader（扩展类装载器）和AppClassLoader（系统类装载器）。

package com.reflect;
/**
 * Created by gao on 16-3-18.
 */
public class ClassLoaderTest {
    public static void main(String[] args) {
        ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
        System.out.println("current loader:" + loader);
        System.out.println("parent loader:" + loader.getParent());
        System.out.println("grandparent loader:" + loader.getParent().getParent());
    }
}

输出结果：

current loader:sun.misc.Launcher$AppClassLoader@6ba5d6d6

parent loader:sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@54bbb2d0

grandparent loader:null

 

ClassLoader重要方法：

1）Class loaderClass(String name)：name参数指定类装载器需要装载类的名字，必须使用全限类名。该方法有一个重载方法loadClass(String name, boolean resolve)，resolve参数告诉类装载器是否需要解析该类。

2）Class defineClass(String name, byte[] b, int off, int len)：将类文件的字节数组转换成JVM内部的java.lang.Class对象。

3）Class findSystemClass(String name)：从本地文件系统载入Class文件。

4）Class findLoadedClass(String name)：调用该方法来查看ClassLoader是否已装入某个类。

5）ClassLoader getParent()：获取类装载器的父装载器。

 

Java反射机制：

Class反射对象描述类语义结构，可以从Class对象中获取构造函数、成员变量、方法类等类元素的反射对象，并以编程的方式通过这些反射对象对目标类对象进行操作。

1）Constructor：类的构造函数反射类，通过Class#getConstructors()方法可以获得类的所有构造函数反射数组。还可以通过getConstructor(Class...parameterTypes)获取拥有特定入参的构造函数对象。Constructor的一个主要方法是newinstance（Object[] initargs），通过该方法可以创建一个对象类的实例，相当于new关键字。

2）Method：类方法的反射类，通过Class#getDeclaredMethods()方法可以获取类的所有方法反射类对象数组Method[]。在JDK5中可以通过getDeclaredMethod(String name, Class...parameterTypes)获取特定签名的方法。Method最主要的方法是invoke(Object obj, Object[] args)。

    a)Class getReturnType()：获取方法的入参类型数组；

    b)Class[] getParameterTypes()：获取方法的入参类型数组；

    c)Class[] getExecptionTypes()：获取方法的异常类型数组；

    d)Annotation[][] getParameterAnnotations()：获取方法的注解信息

3）Field：类的成员变量的反射类，通过Class#getDeclaredFields()方法可以获取类的成员变量反射对象数组，通过Class#getDeclaredField(String name)则可获取某个特定名称的成员变量反射对象。Field类最主要的方法是set(Object obj，Object value)。

 

1、构建一个简单的Web项目：chapter03

 

 

2、创建类com.reflect.Car

package com.reflect;
/**
 * Created by gao on 16-3-18.
 */
public class Car {
    private String brand;
    private String color;
    private int maxSpeed;
    public Car() {
    }
    public Car(String brand, String color, int maxSpeed) {
        this.brand = brand;
        this.color = color;
        this.maxSpeed = maxSpeed;
    }
    public String getBrand() {
        return brand;
    }
    public void setBrand(String brand) {
        this.brand = brand;
    }
    public String getColor() {
        return color;
    }
    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }
    public int getMaxSpeed() {
        return maxSpeed;
    }
    public void setMaxSpeed(int maxSpeed) {
        this.maxSpeed = maxSpeed;
    }
    public void introduce() {
        System.out.println("brand:" + brand + ";color:" + color + ";maxSpeed:" + maxSpeed);
    }
    protected void drive(){
        System.out.println("dirve private car! the color is:"+color);
    }
}

 

3、创建测试类com.reflect.ReflectTest

package com.reflect;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
/**
 * Created by gao on 16-3-18.
 */
public class ReflectTest {
    public static Car initByDefaultConst() throws Throwable{
         ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
         Class clazz = loader.loadClass("com.reflect.Car");
        Constructor cons = clazz.getDeclaredConstructor((Class[]) null);
        Car car = (Car)cons.newInstance();
        Method setBrand = clazz.getMethod("setBrand",String.class);
        setBrand.invoke(car,"奥迪");
        Method setColor = clazz.getMethod("setColor",String.class);
        setColor.invoke(car,"红色");
        Method setMaxSpeed = clazz.getMethod("setMaxSpeed",int.class);
        setMaxSpeed.invoke(car,300);
        return car;
    }
    public static void main(String[] args) throws Throwable {
        Car car = initByDefaultConst();
        car.introduce();
        ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
        Class clazz = loader.loadClass("com.reflect.Car");
        Car car1 = (Car)clazz.newInstance();
        Field colorFld = clazz.getDeclaredField("color");
        colorFld.setAccessible(true);
        colorFld.set(car1, "白色");
        Method dirveMtd = clazz.getDeclaredMethod("drive",(Class[])null);
        dirveMtd.setAccessible(true);
        dirveMtd.invoke(car1,(Object[])null);
    }
}

 

结果输出：

brand:奥迪;color:红色;maxSpeed:300

dirve private car! the color is:白色