Java反射简单学习

反射经常听到这个词,但是总是不理解这个意思。今天便来理解一下反射这个概念,为什么说在框架设计中,反射用到的比较多。本文记录一下学习反射方面的知识点。

反射概念

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一个方法和属性;这种动态获取的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。概念比较精确、抽象但是不便于理解。譬如我们存在一个类,它的相关属性、方法、构造器都是 private 类型的,对于这样一个类,我们不能通过 new 的方式来创建一个它的对象,更不能通过平常使用方法属性的方式来调用这个类的属性、方法,甚至来创建它的对象,但是通过反射这种方式却可以生成它的对象以及调用它的属性、方法。

Class

Class 与 class 有着本质的区别。小写的 class 是 Java 中的关键字,而大写的 Class 则是类。

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public final class Class<T> implements java.io.Serializable,
GenericDeclaration,
Type,
AnnotatedElement {
}

在 Java 的世界里,一切皆是对象,在 Java 中存在两种对象,一种是 new 产生的对象另一种则是 Class 对象。一般的对象,我们可以通过 new 关键字来产生,而 Class 对象则不可以,因为它是 JVM 生成用来保存对应类的信息的。也就是说,如:当我们定义了一个类 Person 时,编译成功后,将会生成一个 Person.class 字节码,这个时候编译器同时为我们从创建了一个 Class 对象并将它保存在 Person.class 文件中。也就是说:Person.java 编译成 Person.class 后将会产生一个对应的Class 对象。

Class 对象获取

一般情况下,一个实例对象对应的 Class 对象有以下三种方式获取:

  • 1、通过实例变量的 getClass 方法:
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Person person = new Person();
Class personClass = person.getClass();
System.out.println("class1: " + personClass);
  • 2、直接给出对象类文件的.class:
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Class personClass1=Person.class;
System.out.println("class2: " + personClass1);

如果不能通过 new 关键字来创建对象的话,我们也可以通过第三种方式来获取:

  • 3、通过类Class的静态方法forName():
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try {
Class personClass2 = Class.forName("reflect.Person");
System.out.println("class3: " + personClass2);
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}

打印结果如下:

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class1: class reflect.Person
class2: class reflect.Person
class3: class reflect.Person

Class 使用

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一个方法和属性;这种动态获取的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。

1、Class 名称获取

对于 name 的获取,Class 类提供了三种方法:

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Class.getName();
Class.getSimpleName();
Class.getCanonicalName();

那么这三种方式有何区别?通过具体的实例还说明。

首先我们得创建一个类 Person.java

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package reflect;
public class Person {
private int age;
private String name;
public Person() {
}
public Person(int age, String name) {
this.age = age;
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}

然后分别获取它的 Class 名称:

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//getName()方式
Person person = new Person();
Class personClass = person.getClass();
System.out.println("class1: " + personClass.getName());
//getSimpleName()方式
Class personClass1=Person.class;
System.out.println("class2: " + personClass1.getSimpleName());
//getCanonicalName()方式
try {
Class personClass2 = Class.forName("reflect.Person");
System.out.println("class3: " + personClass2.getCanonicalName());
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}

打印结果如下:

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class1: reflect.Person
class2: Person
class3: reflect.Person

可以看到第一种和第三种方式获取的结果是一样的,而只有第二种不一样。及一三中获取的是类的完整路径,而第二种获取的是类名,不包含包名。而一三种有何区别可以通过类的内部类来研究。

2、修饰符获取

Java 中的修饰符主要有 private 、public 、static、protected、等。Java 反射提供了 API 去获取这些修饰符。

通过 Class.getModifiers() 来获取修饰符

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Person person = new Person();
Class personClass = person.getClass();
System.out.println("modifiers: " + personClass.getModifiers());

结果如下:

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modifiers: 1

返回的却是一个 int 型的数值。为什么会返回一个整型数值呢?这是因为一个类定义的时候可能会被多个修饰符修饰,为了一并获取,所以 Java 工程师考虑到了位运算,用一个 int 数值来记录所有的修饰符,然后不同的位对应不同的修饰符,这些修饰符对应的位都定义在 Modifier 这个类当中。

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public class Modifier {
public static final int PUBLIC = 0x00000001;
public static final int PRIVATE = 0x00000002;
public static final int PROTECTED = 0x00000004;
public static final int STATIC = 0x00000008;
public static final int FINAL = 0x00000010;
......
public static String toString(int mod) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
int len;
if ((mod & PUBLIC) != 0) sb.append("public ");
if ((mod & PROTECTED) != 0) sb.append("protected ");
if ((mod & PRIVATE) != 0) sb.append("private ");
/* Canonical order */
if ((mod & ABSTRACT) != 0) sb.append("abstract ");
if ((mod & STATIC) != 0) sb.append("static ");
if ((mod & FINAL) != 0) sb.append("final ");
if ((mod & TRANSIENT) != 0) sb.append("transient ");
if ((mod & VOLATILE) != 0) sb.append("volatile ");
if ((mod & SYNCHRONIZED) != 0) sb.append("synchronized ");
if ((mod & NATIVE) != 0) sb.append("native ");
if ((mod & STRICT) != 0) sb.append("strictfp ");
if ((mod & INTERFACE) != 0) sb.append("interface ");
if ((len = sb.length()) > 0) /* trim trailing space */
return sb.toString().substring(0, len-1);
return "";
}

当然如果需要打印字符串的话,可以通过 Modifier 类提供的静态方法toString 来获取。

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System.out.println("modifiers: " + Modifier.toString(personClass.getModifiers()));

结果如下:

3、获取 Class 的成员

一个类的成员包括属性、方法、构造函数。对应到 Class 中就是 Field、Method、Constructor。接下来我们通过具体实例来熟悉如何获取这些成员。

3.1、获取 Field

获取指定名称的属性 API:

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public Field getDeclaredField(String name)
throws NoSuchFieldException,
SecurityException;
public Field getField(String name)
throws NoSuchFieldException,
SecurityException

两者的区别就是 getDeclaredField() 获取的是 Class 中被 private 修饰的属性。 getField() 方法获取的是非私有属性,并且 getField() 在当前 Class 获取不到时会向祖先类获取。

获取所有的属性。

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//获取所有的属性,但不包括从父类继承下来的属性
public Field[] getDeclaredFields() throws SecurityException {}
//获取自身的所有的 public 属性,包括从父类继承下来的。
public Field[] getFields() throws SecurityException {}
3.2、获取 Method

Method 即是 Class 中的方法。

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public Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
public Method[] getDeclaredMethods() throws SecurityException
public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
3.3、获取 Constructor
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public Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes)
public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)
public Constructor<?>[] getDeclaredConstructors() throws SecurityException
public Constructor<?>[] getConstructors() throws SecurityException

反射运用

以上便是简单的获取 Class 中的字段、方法、构造函数,反射的机制便是操控这些字段、方法、构造函数。

如何通过反射来操作类的相关属性,请查看其他相关文章《细说反射,Java 和 Android 开发者必须跨越的坎》

参考链接

1、http://blog.csdn.net/sinat_38259539/article/details/71799078
2、http://www.importnew.com/21235.html
3、http://blog.csdn.net/briblue/article/details/74616922


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