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(六): 利用java的反射机制(reflection)改变类中只读属性

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作者 正文
   发表时间:2009-02-27   最后修改:2009-03-03
public class ReadOnlyClass {
    	private String name = "hello";
	public String getName(){
		return name;
	}
}

问题:能否将ReadOnlyClass 类的一个对象,把它的name属性的值由hello改为world?如果能,请写出实现代码。如果不能请说明理由。
解答:可以。利用java的反射。
分析:任何一个类,我们可以得到它运行时的Class实例,对于ReadOnlyClass 类,我们可以通过ReadOnlyClass .class得到它运行时的Class实例,接着我们可以通过该类的Class实例去获得这个name这个属性所对应的Field对象。我们知道对应一个类的属性都有一个和它相关的Field对象存在,对于构造方法来说有一个Constructor对象存在,对于一个方法来说有一个对应的Method对象存在。通过这些我们可以利用发射来给这些属性动态的赋值。首先我们来看jdk api中Class类的两个方法的叙述:
public Field getField(String name)throws NoSuchFieldException,SecurityException
Returns a Field object that reflects the specified public member field of the class or interface represented by this Class object. The name parameter is a String specifying the simple name of the desired field.(翻译:返回一个 Field 对象,它反映此 Class 对象所表示的类或接口的指定publlic属性字段。name 参数是一个 String,用于指定所需字段的简称。)
The field to be reflected is determined by the algorithm that follows. Let C be the class represented by this object:(翻译:要反映的字段由下面的算法确定。设 C 为此对象所表示的类:)
If C declares a public field with the name specified, that is the field to be reflected.(翻译:如果 C 声明一个带有指定名的公共字段,则它就是要反映的字段。)
If no field was found in step 1 above, this algorithm is applied recursively to each direct superinterface of C. The direct superinterfaces are searched in the order they were declared.(翻译:如果在第 1 步中没有找到任何字段,则该算法被递归地应用于 C 的每一个直接超接口。直接超接口按其声明顺序进行搜索)
If no field was found in steps 1 and 2 above, and C has a superclass S, then this algorithm is invoked recursively upon S. If C has no superclass, then a NoSuchFieldException is thrown.(翻译:如果在第 1、2 两步没有找到任何字段,且 C 有一个超类 S,则在 S 上递归调用该算法。如果 C 没有超类,则抛出 NoSuchFieldException。)
See The Java Language Specification, sections 8.2 and 8.3. (翻译:请参阅《Java Language Specification》的第 8.2 和 8.3 节。 )

public Field getDeclaredField(String name) throws NoSuchFieldException,SecurityException
Returns a Field object that reflects the specified declared field of the class or interface represented by this Class object. The name parameter is a String that specifies the simple name of the desired field. Note that this method will not reflect the length field of an array class.(翻译:返回一个 Field 对象,该对象反映此 Class 对象所表示的类或接口的指定已声明字段。name 参数是一个 String,它指定所需字段的简称。注意,此方法不反映数组类的 length 字段。)
从上面的jdk api我们知道,要得到name属性对应的Field对象,我们只能调用Class的getDeclaredField方法,因为getField方法只能得到一个类的public的属性对应的Field对象,而这里的name属性是private的。我们通过Class的getDeclaredField方法得到name属性对应的Field对象后,我们就可以调用Field对象的set(对象,属性值)方法给name属性赋值。由于name是private的,我们要想知道我们到底改变了name的值没有,我们可以通过Field类的父类的setAccessible(boolean flag)方法来压制java语言的访问限制。对于setAccessible方法,我们看jdk文档:
public void setAccessible(boolean flag)throws SecurityException
Set the accessible flag for this object to the indicated boolean value. A value of true indicates that the reflected object should suppress Java language access checking when it is used. A value of false indicates that the reflected object should enforce Java language access checks.(翻译:将此对象的 accessible 标志设置为指示的布尔值。值为 true 则指示反射的对象在使用时应该取消 Java 语言访问检查。值为 false 则指示反射的对象应该实施 Java 语言访问检查。 )
First, if there is a security manager, its checkPermission method is called with a ReflectPermission("suppressAccessChecks") permission. (翻译:首先,如果存在安全管理器,则在 ReflectPermission("suppressAccessChecks") 权限下调用 checkPermission 方法。)
A SecurityException is raised if flag is true but accessibility of this object may not be changed (for example, if this element object is a Constructor object for the class Class). (翻译:如果 flag 为 true,并且不能更改此对象的可访问性(例如,如果此元素对象是 Class 类的 Constructor 对象),则会引发 SecurityException。)
A SecurityException is raised if this object is a Constructor object for the class java.lang.Class, and flag is true. (翻译:如果此对象是 java.lang.Class 类的 Constructor 对象,并且 flag 为 true,则会引发 SecurityException。)
从jdk文档,我们可以通过setAccessible方法将其设置为true,这样我们就可以去访问name属性了。

实现代码如下:
public class ReadOnlyClassByReflection {
	public static void main(String[] args)throws Exception {
		ReadOnlyClass  pt = new ReadOnlyClass();
		Class<?> clazz = ReadOnlyClass.class;
		Field field = clazz.getDeclaredField("name");
		field.setAccessible(true);
		field.set(pt, "world");
		System.out.println(pt.getName());
	}
}
总结:对于一个类,它只有唯一的一个Class对象,它来标识这个对象。这个Class对象就能够获得这个类的结构上的特征。那么通过class对象就可以来获得这个类相应的构造方法,属性等。
    获得某一个类它的class对象有4种方式:
    1、使用类的.class语法
    2、通过类的对象的getClass()方法。getClass()方法在Object类里面定义的。
    3、通过Class对象的forName()方法
    4、对于包装类,可以通过.TYPE语法方式
    通过类的反射机制,我们可以去改变只读的private的属性的值。
   发表时间:2009-02-27  
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