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Java 反射『转载』

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  • Java
Java反射Reflection 
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Java提供了一套机制来动态执行方法和构造方法，以及数组操作等，这套机制就叫——反射。反射机制是如今很多流行框架的实现基础，其中包括Spring、Hibernate等。原理性的问题不是本文的重点，接下来让我们在实例中学习这套精彩的机制。

1. 得到某个对象的属性

public Object getProperty(Object owner, String fieldName) throws Exception {       
    Class ownerClass = owner.getClass();                                                                             
    Field field = ownerClass.getField(fieldName);                                                                    
    Object property = field.get(owner);                                                                           
    return property;                                                               
}

 Class ownerClass = owner.getClass()：得到该对象的Class。

Field field = ownerClass.getField(fieldName)：通过Class得到类声明的属性。

Object property = field.get(owner)：通过对象得到该属性的实例，如果这个属性是非公有的，这里会报IllegalAccessException。

 

2. 得到某个类的静态属性 

public Object getStaticProperty(String className, String fieldName)     
            throws Exception {                                          
    Class ownerClass = Class.forName(className);
    Field field = ownerClass.getField(fieldName);                  
    Object property = field.get(ownerClass);                                                
    return property;                                                    
}

 

Class ownerClass = Class.forName(className) ：首先得到这个类的Class。

Field field = ownerClass.getField(fieldName)：和上面一样，通过Class得到类声明的属性。

Object property = field.get(ownerClass) ：这里和上面有些不同，因为该属性是静态的，所以直接从类的Class里取。


3. 执行某对象的方法

public Object invokeMethod(Object owner, String methodName, Object[] args) throws Exception {    
    Class ownerClass = owner.getClass();    
    Class[] argsClass = new Class[args.length];    
    for (int i = 0, j = args.length; i < j; i++) {    
        argsClass[i] = args[i].getClass();    
    }     
    Method method = ownerClass.getMethod(methodName, argsClass);       
    return method.invoke(owner, args);     
}
 

Class owner_class = owner.getClass() ：首先还是必须得到这个对象的Class。

3～6行：配置参数的Class数组，作为寻找Method的条件。

Method method = ownerClass.getMethod(methodName, argsClass)：通过Method名和参数的Class数组得到要执行的Method。

method.invoke(owner, args)：执行该Method，invoke方法的参数是执行这个方法的对象，和参数数组。返回值是Object，也既是该方法的返回值。


4. 执行某个类的静态方法

public Object invokeStaticMethod(String className, String methodName,             
            Object[] args) throws Exception {                                     
    Class ownerClass = Class.forName(className);                                                        
    Class[] argsClass = new Class[args.length];                                                                       
    for (int i = 0, j = args.length; i < j; i++) {                                
        argsClass[i] = args[i].getClass();                                        
    }                                                      
    Method method = ownerClass.getMethod(methodName, argsClass);                                                                   
    return method.invoke(null, args);                                             
}

 

基本的原理和实例3相同，不同点是最后一行，invoke的一个参数是null，因为这是静态方法，不需要借助实例运行。

 

5. 新建实例

public Object newInstance(String className, Object[] args) throws Exception {     
    Class newoneClass = Class.forName(className);
    Class[] argsClass = new Class[args.length];                                                                
    for (int i = 0, j = args.length; i < j; i++) {                                
        argsClass[i] = args[i].getClass();                                        
    }                                                                   
    Constructor cons = newoneClass.getConstructor(argsClass);                                                                     
    return cons.newInstance(args);                                                                    
}
 

 

这里说的方法是执行带参数的构造函数来新建实例的方法。如果不需要参数，可以直接使用newoneClass.newInstance()来实现。

Class newoneClass = Class.forName(className)：第一步，得到要构造的实例的Class。

第6～第10行：得到参数的Class数组。

Constructor cons = newoneClass.getConstructor(argsClass)：得到构造子。

cons.newInstance(args)：新建实例。


6. 判断是否为某个类的实例

public boolean isInstance(Object obj, Class cls) {         
    return cls.isInstance(obj);                            
}
 

7. 得到数组中的某个元素

public Object getByArray(Object array, int index) {        
    return Array.get(array,index);                         
}
 

附完整源码：

import java.lang.reflect.Array;    
import java.lang.reflect.Constructor;    
import java.lang.reflect.Field;    
import java.lang.reflect.Method;    
   
   
/**   
 * Java Reflection Cookbook   
 *   
 * @author Michael Lee   
 * @since 2006-8-23   
 * @version 0.1a   
 */   
   
public class Reflection {    
    /**   
     * 得到某个对象的公共属性   
     *   
     * @param owner, fieldName   
     * @return 该属性对象   
     * @throws Exception   
     *   
     */   
    public Object getProperty(Object owner, String fieldName) throws Exception {    
        Class ownerClass = owner.getClass();    
   
        Field field = ownerClass.getField(fieldName);    
   
        Object property = field.get(owner);    
   
        return property;    
    }    
   
    /**   
     * 得到某类的静态公共属性   
     *   
     * @param className   类名   
     * @param fieldName   属性名   
     * @return 该属性对象   
     * @throws Exception   
     */   
    public Object getStaticProperty(String className, String fieldName)    
            throws Exception {    
        Class ownerClass = Class.forName(className);    
   
        Field field = ownerClass.getField(fieldName);    
   
        Object property = field.get(ownerClass);    
   
        return property;    
    }    
   
   
    /**   
     * 执行某对象方法   
     *   
     * @param owner   
     *            对象   
     * @param methodName   
     *            方法名   
     * @param args   
     *            参数   
     * @return 方法返回值   
     * @throws Exception   
     */   
    public Object invokeMethod(Object owner, String methodName, Object[] args)    
            throws Exception {    
   
        Class ownerClass = owner.getClass();    
   
        Class[] argsClass = new Class[args.length];    
   
        for (int i = 0, j = args.length; i < j; i++) {    
            argsClass[i] = args[i].getClass();    
        }    
   
        Method method = ownerClass.getMethod(methodName, argsClass);    
   
        return method.invoke(owner, args);    
    }    
   
   
      /**   
     * 执行某类的静态方法   
     *   
     * @param className   
     *            类名   
     * @param methodName   
     *            方法名   
     * @param args   
     *            参数数组   
     * @return 执行方法返回的结果   
     * @throws Exception   
     */   
    public Object invokeStaticMethod(String className, String methodName,    
            Object[] args) throws Exception {    
        Class ownerClass = Class.forName(className);    
   
        Class[] argsClass = new Class[args.length];    
   
        for (int i = 0, j = args.length; i < j; i++) {    
            argsClass[i] = args[i].getClass();    
        }    
   
        Method method = ownerClass.getMethod(methodName, argsClass);    
   
        return method.invoke(null, args);    
    }    
   
   
   
    /**   
     * 新建实例   
     *   
     * @param className   
     *            类名   
     * @param args   
     *            构造函数的参数   
     * @return 新建的实例   
     * @throws Exception   
     */   
    public Object newInstance(String className, Object[] args) throws Exception {    
        Class newoneClass = Class.forName(className);    
   
        Class[] argsClass = new Class[args.length];    
   
        for (int i = 0, j = args.length; i < j; i++) {    
            argsClass[i] = args[i].getClass();    
        }    
   
        Constructor cons = newoneClass.getConstructor(argsClass);    
   
        return cons.newInstance(args);    
   
    }    
   
   
        
    /**   
     * 是不是某个类的实例   
     * @param obj 实例   
     * @param cls 类   
     * @return 如果 obj 是此类的实例，则返回 true   
     */   
    public boolean isInstance(Object obj, Class cls) {    
        return cls.isInstance(obj);    
    }    
        
    /**   
     * 得到数组中的某个元素   
     * @param array 数组   
     * @param index 索引   
     * @return 返回指定数组对象中索引组件的值   
     */   
    public Object getByArray(Object array, int index) {    
        return Array.get(array,index);    
    }    
}

 

************************************************************************

 

Reflection 是 Java 程序开发语言的特征之一，它允许运行中的 Java 程序对自身进行检查，或者说“自审”，并能直接操作程序的内部属性。例如，使用它能获得 Java 类中各成员的名称并显示出来。

Java 的这一能力在实际应用中也许用得不是很多，但是在其它的程序设计语言中根本就不存在这一特性。例如，Pascal、C 或者 C++ 中就没有办法在程序中获得函数定义相关的信息。

JavaBean 是 reflection 的实际应用之一，它能让一些工具可视化的操作软件组件。这些工具通过 reflection 动态的载入并取得 Java 组件(类) 的属性。

 

1. 一个简单的例子

考虑下面这个简单的例子，让我们看看 reflection 是如何工作的。

import java.lang.reflect.*;
public class DumpMethods {
    public static void main(String args[]) {
        try {
            Class c = Class.forName(args[0]);
            Method m[] = c.getDeclaredMethods();
            for (int i = 0; i < m.length; i++)
                System.out.println(m[i].toString());
        } catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
        }
    }
}

 按如下语句执行：

java DumpMethods java.util.Stack

它的结果输出为：

public java.lang.Object java.util.Stack.push(java.lang.Object)
public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.pop()
public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.peek()
public boolean java.util.Stack.empty()
public synchronized int java.util.Stack.search(java.lang.Object)

 

——使用 reflection API 来操作这些信息，如下面这段代码：

Class c = Class.forName("java.lang.String");

Method m[] = c.getDeclaredMethods();

System.out.println(m[0].toString());

它将以文本方式打印出 String 中定义的第一个方法的原型。

在下面的例子中，这三个步骤将为使用 reflection 处理特殊应用程序提供例证。

模拟 instanceof 操作符

得到类信息之后，通常下一个步骤就是解决关于 Class 对象的一些基本的问题。例如，Class.isInstance 方法可以用于模拟 instanceof 操作符：

class A {
}

public class instance1 {
    public static void main(String args[]) {
        try {
            Class cls = Class.forName("A");
            boolean b1 = cls.isInstance(new Integer(37));
            System.out.println(b1);
            boolean b2 = cls.isInstance(new A());
            System.out.println(b2);
        } catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
        }
    }
}
 

在这个例子中创建了一个 A 类的 Class 对象，然后检查一些对象是否是 A 的实例。Integer(37) 不是，但 new A() 是。

3.找出类的方法

找出一个类中定义了些什么方法，这是一个非常有价值也非常基础的 reflection 用法。下面的代码就实现了这一用法：

import java.lang.reflect.*;

public class method1 {
    private int f1(Object p, int x) throws NullPointerException {
        if (p == null)
            throw new NullPointerException();
        return x;
    }

    public static void main(String args[]) {
        try {
            Class cls = Class.forName("method1");
            Method methlist[] = cls.getDeclaredMethods();
            for (int i = 0; i < methlist.length; i++) {
                Method m = methlist[i];
                System.out.println("name = " + m.getName());
                System.out.println("decl class = " + m.getDeclaringClass());
                Class pvec[] = m.getParameterTypes();
                for (int j = 0; j < pvec.length; j++)
                    System.out.println("param #" + j + " " + pvec[j]);
                Class evec[] = m.getExceptionTypes();
                for (int j = 0; j < evec.length; j++)
                    System.out.println("exc #" + j + " " + evec[j]);
                System.out.println("return type = " + m.getReturnType());
                System.out.println("-----");
            }
        } catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
        }
    }
}
 

这个程序首先取得 method1 类的描述，然后调用 getDeclaredMethods 来获取一系列的 Method 对象，它们分别描述了定义在类中的每一个方法，包括 public 方法、protected 方法、package 方法和 private 方法等。如果你在程序中使用 getMethods 来代替 getDeclaredMethods，你还能获得继承来的各个方法的信息。

取得了 Method 对象列表之后，要显示这些方法的参数类型、异常类型和返回值类型等就不难了。这些类型是基本类型还是类类型，都可以由描述类的对象按顺序给出。

输出的结果如下：

name = f1

decl class = class method1

param #0 class java.lang.Object

param #1 int

exc #0 class java.lang.NullPointerException

return type = int

-----

name = main

decl class = class method1

param #0 class [Ljava.lang.String;

return type = void

-----


4.获取构造器信息

获取类构造器的用法与上述获取方法的用法类似，如：

import java.lang.reflect.*;

public class constructor1 {
    public constructor1() {
    }

    protected constructor1(int i, double d) {
    }

    public static void main(String args[]) {
        try {
            Class cls = Class.forName("constructor1");
            Constructor ctorlist[] = cls.getDeclaredConstructors();
            for (int i = 0; i < ctorlist.length; i++) {
                Constructor ct = ctorlist[i];
                System.out.println("name = " + ct.getName());
                System.out.println("decl class = " + ct.getDeclaringClass());
                Class pvec[] = ct.getParameterTypes();
                for (int j = 0; j < pvec.length; j++)
                    System.out.println("param #" + j + " " + pvec[j]);
                Class evec[] = ct.getExceptionTypes();
                for (int j = 0; j < evec.length; j++)
                    System.out.println("exc #" + j + " " + evec[j]);
                System.out.println("-----");
            }
        } catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
        }
    }
}
 

这个例子中没能获得返回类型的相关信息，那是因为构造器没有返回类型。

这个程序运行的结果是：

name = constructor1

decl class = class constructor1

-----

name = constructor1

decl class = class constructor1

param #0 int

param #1 double

-----

5.获取类的字段(域)

找出一个类中定义了哪些数据字段也是可能的，下面的代码就在干这个事情：

import java.lang.reflect.*;

public class field1 {
    private double d;
    public static final int i = 37;
    String s = "testing";

    public static void main(String args[]) {
        try {
            Class cls = Class.forName("field1");
            Field fieldlist[] = cls.getDeclaredFields();
            for (int i = 0; i < fieldlist.length; i++) {
                Field fld = fieldlist[i];
                System.out.println("name = " + fld.getName());
                System.out.println("decl class = " + fld.getDeclaringClass());
                System.out.println("type = " + fld.getType());
                int mod = fld.getModifiers();
                System.out.println("modifiers = " + Modifier.toString(mod));
                System.out.println("-----");
            }
        } catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
        }
    }
}

 

这个例子和前面那个例子非常相似。例中使用了一个新东西 Modifier，它也是一个 reflection 类，用来描述字段成员的修饰语，如“private int”。这些修饰语自身由整数描述，而且使用 Modifier.toString 来返回以“官方”顺序排列的字符串描述 (如“static”在“final”之前)。这个程序的输出是：

name = d

decl class = class field1

type = double

modifiers = private

-----

name = i

decl class = class field1

type = int

modifiers = public static final

-----

name = s

decl class = class field1

type = class java.lang.String

modifiers =

-----

和获取方法的情况一下，获取字段的时候也可以只取得在当前类中申明了的字段信息 (getDeclaredFields)，或者也可以取得父类中定义的字段 (getFields) 。


6.根据方法的名称来执行方法

文本到这里，所举的例子无一例外都与如何获取类的信息有关。我们也可以用 reflection 来做一些其它的事情，比如执行一个指定了名称的方法。下面的示例演示了这一操作：

import java.lang.reflect.*;
public class method2 {
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
    public static void main(String args[]) {
        try {
            Class cls = Class.forName("method2");
            Class partypes[] = new Class[2];
            partypes[0] = Integer.TYPE;
            partypes[1] = Integer.TYPE;
            Method meth = cls.getMethod("add", partypes);
            method2 methobj = new method2();
            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);
        }
    }
}
 

假如一个程序在执行的某处的时候才知道需要执行某个方法，这个方法的名称是在程序的运行过程中指定的 (例如，JavaBean 开发环境中就会做这样的事)，那么上面的程序演示了如何做到。

上例中，getMethod 用于查找一个具有两个整型参数且名为 add 的方法。找到该方法并创建了相应的 Method 对象之后，在正确的对象实例中执行它。执行该方法的时候，需要提供一个参数列表，这在上例中是分别包装了整数 37 和 47 的两个 Integer 对象。执行方法的返回的同样是一个 Integer 对象，它封装了返回值 84。

7.创建新的对象

对于构造器，则不能像执行方法那样进行，因为执行一个构造器就意味着创建了一个新的对象 (准确的说，创建一个对象的过程包括分配内存和构造对象)。所以，与上例最相似的例子如下：

import java.lang.reflect.*;

public class constructor2 {
    public constructor2() {
    }

    public constructor2(int a, int b) {
        System.out.println("a = " + a + " b = " + b);
    }

    public static void main(String args[]) {
        try {
            Class cls = Class.forName("constructor2");
            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);
        }
    }
}
 

 根据指定的参数类型找到相应的构造函数并执行它，以创建一个新的对象实例。使用这种方法可以在程序运行时动态地创建对象，而不是在编译的时候创建对象，这一点非常有价值。

8.改变字段(域)的值

reflection 的还有一个用处就是改变对象数据字段的值。reflection 可以从正在运行的程序中根据名称找到对象的字段并改变它，下面的例子可以说明这一点：

import java.lang.reflect.*;

public class field2 {
    public double d;

    public static void main(String args[]) {
        try {
            Class cls = Class.forName("field2");
            Field fld = cls.getField("d");
            field2 f2obj = new field2();
            System.out.println("d = " + f2obj.d);
            fld.setDouble(f2obj, 12.34);
            System.out.println("d = " + f2obj.d);
        } catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
        }
    }
}
 

这个例子中，字段 d 的值被变为了 12.34。

9.使用数组

本文介绍的 reflection 的最后一种用法是创建的操作数组。数组在 Java 语言中是一种特殊的类类型，一个数组的引用可以赋给 Object 引用。观察下面的例子看看数组是怎么工作的：

import java.lang.reflect.*;

public class array1 {
    public static void main(String args[]) {
        try {
            Class cls = Class.forName("java.lang.String");
            Object arr = Array.newInstance(cls, 10);
            Array.set(arr, 5, "this is a test");
            String s = (String) Array.get(arr, 5);
            System.out.println(s);
        } catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
        }
    }
}
 

例中创建了 10 个单位长度的 String 数组，为第 5 个位置的字符串赋了值，最后将这个字符串从数组中取得并打印了出来。

下面这段代码提供了一个更复杂的例子：

import java.lang.reflect.*;

public class array2 {
    public static void main(String args[]) {
        int dims[] = new int[]{5, 10, 15};
        Object arr = Array.newInstance(Integer.TYPE, dims);
        Object arrobj = Array.get(arr, 3);
        Class cls = arrobj.getClass().getComponentType();
        System.out.println(cls);
        arrobj = Array.get(arrobj, 5);
        Array.setInt(arrobj, 10, 37);
        int arrcast[][][] = (int[][][]) arr;
        System.out.println(arrcast[3][5][10]);
    }
}

 

例中创建了一个 5 x 10 x 15 的整型数组，并为处于 [3][5][10] 的元素赋了值为 37。注意，多维数组实际上就是数组的数组，例如，第一个 Array.get 之后，arrobj 是一个 10 x 15 的数组。进而取得其中的一个元素，即长度为 15 的数组，并使用 Array.setInt 为它的第 10 个元素赋值。

注意创建数组时的类型是动态的，在编译时并不知道其类型。

 

来源：http://blog.csdn.net/leek2000/archive/2004/11/12/178356.aspx http://neil-yang.iteye.com/

 

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