什么是反射?反射有什么用处?
1. 什么是反射?
“反射(Reflection)能够让运行于JVM中的程序检测和修改运行时的行为。”这个概念常常会和内省(Introspection)混淆,以下是这两个术语在Wikipedia中的解释:
- 内省用于在运行时检测某个对象的类型和其包含的属性;
- 反射用于在运行时检测和修改某个对象的结构及其行为。
从它们的定义可以看出,内省是反射的一个子集。有些语言支持内省,但并不支持反射,如C++。
内省示例:instanceof
运算符用于检测某个对象是否属于特定的类。
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if (obj instanceof Dog) {
Dog d = (Dog) obj;
d.bark();
} |
反射示例:Class.forName()
方法可以通过类或接口的名称(一个字符串或完全限定名)来获取对应的Class
对象。forName
方法会触发类的初始化。
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// 使用反射 Class<?> c = Class.forName( "classpath.and.classname" );
Object dog = c.newInstance(); Method m = c.getDeclaredMethod( "bark" , new Class<?>[ 0 ]);
m.invoke(dog); |
在Java中,反射更接近于内省,因为你无法改变一个对象的结构。虽然一些API可以用来修改方法和属性的可见性,但并不能修改结构。
2. 我们为何需要反射?
反射能够让我们:
- 在运行时检测对象的类型;
- 动态构造某个类的对象;
- 检测类的属性和方法;
- 任意调用对象的方法;
- 修改构造函数、方法、属性的可见性;
- 以及其他。
反射是框架中常用的方法。
例如,JUnit通过反射来遍历包含 @Test 注解的方法,并在运行单元测试时调用它们。(这个连接中包含了一些JUnit的使用案例)
对于Web框架,开发人员在配置文件中定义他们对各种接口和类的实现。通过反射机制,框架能够快速地动态初始化所需要的类。
例如,Spring框架使用如下的配置文件:
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< bean id = "someID" class = "com.programcreek.Foo" >
< property name = "someField" value = "someValue" />
</ bean >
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当Spring容器处理<bean>元素时,会使用Class.forName("com.programcreek.Foo")
来初始化这个类,并再次使用反射获取<property>元素对应的setter
方法,为对象的属性赋值。
Servlet也会使用相同的机制:
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< servlet >
< servlet-name >someServlet</ servlet-name >
< servlet-class >com.programcreek.WhyReflectionServlet</ servlet-class >
< servlet >
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3. 如何使用反射?
让我们通过几个典型的案例来学习如何使用反射。
示例1:获取对象的类型名称。
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package myreflection;
import java.lang.reflect.Method;
public class ReflectionHelloWorld {
public static void main(String[] args){
Foo f = new Foo();
System.out.println(f.getClass().getName());
}
} class Foo {
public void print() {
System.out.println( "abc" );
}
} |
输出:
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myreflection.Foo |
示例2:调用未知对象的方法。
在下列代码中,设想对象的类型是未知的。通过反射,我们可以判断它是否包含print
方法,并调用它。
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package myreflection;
import java.lang.reflect.Method;
public class ReflectionHelloWorld {
public static void main(String[] args){
Foo f = new Foo();
Method method;
try {
method = f.getClass().getMethod( "print" , new Class<?>[ 0 ]);
method.invoke(f);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
} class Foo {
public void print() {
System.out.println( "abc" );
}
} |
输出:
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abc |
示例3:创建对象
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package myreflection;
public class ReflectionHelloWorld {
public static void main(String[] args){
// 创建Class实例
Class<?> c = null ;
try {
c=Class.forName( "myreflection.Foo" );
} catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
// 创建Foo实例
Foo f = null ;
try {
f = (Foo) c.newInstance();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
f.print();
}
} class Foo {
public void print() {
System.out.println( "abc" );
}
} |
示例4:获取构造函数,并创建对象。
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package myreflection;
import java.lang.reflect.Constructor;
public class ReflectionHelloWorld {
public static void main(String[] args){
// 创建Class实例
Class<?> c = null ;
try {
c=Class.forName( "myreflection.Foo" );
} catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
// 创建Foo实例
Foo f1 = null ;
Foo f2 = null ;
// 获取所有的构造函数
Constructor<?> cons[] = c.getConstructors();
try {
f1 = (Foo) cons[ 0 ].newInstance();
f2 = (Foo) cons[ 1 ].newInstance( "abc" );
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
f1.print();
f2.print();
}
} class Foo {
String s;
public Foo(){}
public Foo(String s){
this .s=s;
}
public void print() {
System.out.println(s);
}
} |
输出:
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null abc |
此外,你可以通过Class
实例来获取该类实现的接口、父类、声明的属性等。
示例5:通过反射来修改数组的大小。
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package myreflection;
import java.lang.reflect.Array;
public class ReflectionHelloWorld {
public static void main(String[] args) {
int [] intArray = { 1 , 2 , 3 , 4 , 5 };
int [] newIntArray = ( int []) changeArraySize(intArray, 10 );
print(newIntArray);
String[] atr = { "a" , "b" , "c" , "d" , "e" };
String[] str1 = (String[]) changeArraySize(atr, 10 );
print(str1);
}
// 修改数组的大小
public static Object changeArraySize(Object obj, int len) {
Class<?> arr = obj.getClass().getComponentType();
Object newArray = Array.newInstance(arr, len);
// 复制数组
int co = Array.getLength(obj);
System.arraycopy(obj, 0 , newArray, 0 , co);
return newArray;
}
// 打印
public static void print(Object obj) {
Class<?> c = obj.getClass();
if (!c.isArray()) {
return ;
}
System.out.println( "\nArray length: " + Array.getLength(obj));
for ( int i = 0 ; i < Array.getLength(obj); i++) {
System.out.print(Array.get(obj, i) + " " );
}
}
} |
输出:
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Array length: 10 1 2 3 4 5 0 0 0 0 0 Array length: 10 a b c d e null null null null null |
总结
上述示例代码仅仅展现了Java反射机制很小一部分的功能。如果你觉得意犹未尽,可以前去阅读官方文档。
参考资料:
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