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Java反射机制介绍

 
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 1. 文档概述

Java反射是Java被视为动态(或准动态)语言的一个关键性质,Java反射机制容许程序在运行时加载、探知、使用编译期间完全未知的classes。换言之,Java可以加载一个运行时才得知名称的class,获得其完整结构。

在工作过程中,常会听到反射这个概念,在平常的代码开发中也有看到和使用到,只是对它没有一个较深入的了解,这次重新理解学习了一下反射机制,结合公司产品中的Hotweb框架,加深理解,本文为学习过程中的总结。

2. 目标读者

  • 数通畅联内部员工
  • 广大计算机爱好者

3. 术语解释

静态加载类(编译时加载类):大多数情况下都是使用这种形式。比如我们定义了一个类A,实例化采用A a = new A()接着就可以通过a对象调用相关方法或属性,这就是静态加载类的过程。

动态加载类(运行时加载类):所谓动态加载类,只需要通过Class c = Class.forName("类的全名")即可获得类类型,然后通过调用A a = c.newInstance()方法即可实例化这个类。

本质的区别在于静态加载的类的源程序在编译时期加载(必须存在),而动态加载的类在编译时期可以缺席(源程序不必存在)。

反射机制: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。

4. 反射功能

反射机制主要提供了以下功能:

  1. 在运行时判断任意一个对象所属的类;
  2. 在运行时构造任意一个类的对象;
  3. 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法;
  4. 在运行时调用任意一个对象的方法;
  5. 生成动态代理。

在JDK中,主要通过以下类实现java反射机制,这些类都位于java.lang.reflect包中。

  • Class:代表一个类
  • Filed:代表类的成员变量或者说成员属性
  • Method:代表类的方法
  • Constructor:代表类的构造方法
  • Array:提供了动态创建数组,以及访问数组元素的静态方法

首先,需要定义测试使用的类

4.1.  获取类的Class对象

Class 类的实例,表示正在运行的 Java 应用程序中的类和接口。获取类的Class对象有多种方式:

可以通过反射机制得到某个类的某个属性,然后改变对应于这个类的某个实例的该属性值。JAVA 的Class<T>类提供了几个方法获取类的属性。

4.2.  获取类的Fields

使用样例如下图所示:

可见getFields和getDeclaredFields区别:

getFields返回的是申明为public的属性,包括父类中定义,

getDeclaredFields返回的是指定类定义的所有定义的属性,不包括父类的。

4.3.  获取类的Method

通过反射机制得到某个类的某个方法,然后调用对应于这个类的某个实例的该方法

Class<T>类提供了几个方法获取类的方法。

 使用样例如下图所示:

4.4.  获取类的Constructor

通过反射机制得到某个类的构造器,然后调用该构造器创建该类的一个实例

Class<T>类提供了几个方法获取类的构造器。


使用样例如下图所示:

4.5.  新建类的实例

通过反射机制创建新类的实例,有几种方法可以创建

通过反射获取类Method对象,调用Field的Invoke方法调用函数。

4.6.  调用类的函数

 调用后结果如下图所示

上面失败是由于没有权限调用private函数,这里需要设置Accessible为true;

 

4.7.  设置/获取类的属性值

通过反射获取类的Field对象,调用Field方法设置或获取值

调用后结果如下图:

4.8.  实例化对象并调用其方法

Person中有两个方法,sayHi和sayHello

通过已定义的类字符串变量,实例化该类,创建对象,然后根据传入的方法参数,调用Person中的方法

调用后结果如下图:

不管是类名还是方法名,都可以定义在配置文件中,然后读取实例化、方法调用,通常Java web框架都是如此,数通畅联Hotweb MVC框架也有类似机制,具体参加5.4节。

5. 应用实例

5.1.  ArrayList中存放对象

在泛型为Integer的ArrayList中存放一个String类型的对象。

5.2.  修改数组的信息

修改数组的信息实例,如下图:

5.3.  修改数组的大小

修改数组的大小实例,如下图:

5.4.  Hotweb框架经典样例

以数通畅联基础Hotweb MVC框架为例说明反射机制

首先,在DispatchServlet转发请求至Handler时,需要实例化handler对象。

其中,在HandlerParser类中,使用handlerId通过配置文件HandlerModule.xml读取到对应Handler并实例化。

然后,通过instantiateHandler方法,添加handler的属性,

最后,在实例化了handler对象后,通过传入名为actionType的变量参数调用handler中对应名称的方法。

在获取方法名的时候,默认是prepareDisplay

最后,通过反射得到的Method对象,调用Field的Invoke方法调用指定的函数。

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