java反射机制

 

Reflection 是Java被视为动态（或准动态）语言的一个关键性质。这个机制允许程序在运行时透过Reflection APIs取得任何一个已知名称的class的内部信息，包括其modifiers（诸如public, static 等等）、superclass（例如Object）、实现之interfaces（例如Serializable），也包括fields和methods 的所有信息，并可于运行时改变fields内容或调用methods。

 

一般而言，开发者社群说到动态语言，大致认同的一个定义是：“程序运行时，允许改变程序结构或变量类型，这种语言称为动态语言”。从这个观点看，Perl，Python，Ruby是动态语言，C++，Java，C#不是动态语言。

 

尽管在这样的定义与分类下Java不是动态语言，它却有着一个非常突出的动态相关机制：Reflection。这个字的意思是“反射、映象、倒 影”，用在Java身上指的是我们可以于运行时加载、探知、使用编译期间完全未知的classes。换句话说，Java程序可以加载一个运行时才得知名称 的class，获悉其完整构造（但不包括methods定义），并生成其对象实体、或对其fields设值、或唤起其methods。这种“看透 class”的能力（the ability of the program to examine itself）被称为introspection（内省、内观、反省）。Reflection和introspection是常被并提的两个术语。

 

在JDK中，主要由以下类来实现Java反射机制，这些类都位于java.lang.reflect包中：

Class类：代表一个类。

Field 类：代表类的成员变量（成员变量也称为类的属性）。

Method类：代表类的方法。

Constructor 类：代表类的构造方法。

Array类：提供了动态创建数组，以及访问数组的元素的静态方法。

1) java.lang.Class

           在程序运行期间，Java运行时系统始终为所有对象维护一个被称为运行时的类型标识。这个信息保存着每个对象所属的类足迹。

      虚拟机利用运行时信息选择相应的方法执行。保存这些信息的类被称为Class，Object类中的getClass()方法将会返回一个Class类

      的实例。获取Class类对象有三种方式：

       a)Object类getClass()方法

         eg: Employee e

             .....

             Class cl = e.getClass();

       b)Class类的静态方法forName()

         eg: String className = "java.util.Date";

             Class cl = Class.forName(className);

       c)任意类型的class属性

         eg: Class cl1 = Date.class;

             Class cl2 = int.class;

             Class cl3 = Double[].class;

      :) 很有嚼头的两句话:

         :) 如同用一个Employee对象表示一个特定的顾员属性一样，一个Class对象将表示一个特定类的属性。

         :) 一个Calss对象实际上表示的是一个类型，而这个类型未必一定是一种类。例如，int不是类，但int.class是一个Class类型的对象。

 

   2) java.lang.reflect.Constructor

   3) java.lang.reflect.Field   

   4) java.lang.reflect.Method

      分别描述类的构造器，域，方法。

   5) java.lang.reflect.AccessibleObject

      为反射对象设置可访问标志。使得对象的私有属性也可以被查询和设置，是Field, Method和Constructor类的共公超类

利用反射对私有属性/方法进行设置/调用

文章分类:Java编程 关键字: 开发 反射 私有

因一时兴起看了一些有关 Java 反射（ Reflection ）的东西。以下要说明的问题是如何直接对某个特定类的私有属性（ private field ）不使用其暴露的 set 方法而是直接进行设值操作，或调用类的私有方法（ private method ）。

首先要说明的是，这在 java 里是允许这么做的。虽然这样直接访问私有属性或调用私有方法，会破坏了 OO 的一大基本原则：封装，但 Java 里是千真万确的提供了这么做的基础的。一些 Open source framework 的“豪华”功能也是依赖于此的。

此前在网上看到不少兄弟提出过这样的问题，有人略带讽刺的回复说这样做是不可以的。在这里不才给出一个简单的示例来说明如何完成的这个被看成 Mission Imposable 的。

首先我们建立一个测试用的类（ TargetClass ）：

 

package org.rossalee.test;

 

public class TargetClass {

    public String name ;

    private String age ;

 

    public TargetClass() {

       super ();

    }

 

    public void showName() {

       System. out .println( name );

    }

 

    private void showAge() {

       System. out .println( age );

    }

}

 

这个目标类里有一个 public 权限 String 类型 “ name ” 属性和一个 private 权限 String 类型的“ age ”属性，以及一个 public 方法“ showName() ”和 private 方法“ showAge() ”。

一般来说我们是可以直接操作该类的 name 属性或调用 showName() 方法的。这都是很正常。但如果想要对 age 属性进行设值的话，那就只能依靠 TargeClass 提供一个修饰为 public 的 setAge(String age) 的设值方法，才能进行设值。但我们上面这个类里并没有提供，所以那这个 age 属性基本上是没有办法进行再设值的了。同样，我们也不可以调 TargetClass 类的 shwoAge() 方法。因为他也是 private 的。

但我们使用 Java Core API 提供的 Reflect 就可以完成这个功能。

以下是实现对私有属性进行操作的基本步骤：

<!-- -->一、              <!-- -->使用 Class 对象提供的 static 方法 forName() 方法，将类进行加载，成为 Java 里一种特殊的对象——类对象。

<!-- -->二、              <!-- -->使用 Class 对象提供的方法 getDeclaredFields() ，此方法   返回 Field 对象的一个数组，这些对象反映此 Class 对象所表示的类或接口所声明的所有字段。即有公共的也有私有的。

<!-- -->三、              <!-- -->调用对于要进行操作的 field 对象的 setAccessible() 。参数传入“ true ”。此方法从 java.lang.reflect.AccessibleObject 对象中继承而来。执行该方法后，就可以对 age 属性进行操作了。但设值是要有特定的方法来实现的。另外，还有一点要说明的是，此时加载的类对象是没有实例化的，所以最终我们要进行设值的并不是这个类对象，而 TargetClass 类型的对象。这个对象你可以自己 new 出来，也可以通过调用类对象的 newInstance() 方法实例出来。在这里我们暂定这个 new 出来的 TargetClass 对象为 tc ，即：

TargetClass tc=new TargetClass() 。

<!-- -->四、              <!-- -->这时我们要用 Field 对象提供的 set(Object obj, Object value) 方法进行设置。这个方法有两个参数： obj 就传入我们在一步 new 出来的 tc 。 Value 就传入 age 所属类型的值，这里的 age 是 String 类型，这里传一个 String 进来就可以了。

 

对于私有方法的调用也基本相同，但只是最后使用的是 Method 对象的 invoke(Object obj, Object... args) 方法。 Obj 一样也是 tc ， args 则是 showAge() 方法的参数，这里是无参的，所以传一个 null 进去就可以了。

 

实现代码如下：

 

package org.rossalee;

 

import java.lang.reflect.Field;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

import java.lang.reflect.Method;

 

import org.rossalee.test.TargetClass;

 

public class TestMain {

 

    public static void main(String[] args) {

       Class clazz = null ;

       try {

           clazz = Class.forName ( "org.rossalee.test.TargetClass" );

       } catch (ClassNotFoundException e) {

           e.printStackTrace();

       }

       Field[] f = clazz.getDeclaredFields();

       for ( int i = 0; i < f. length ; i++) {

           System. out .println( "Field " + i + " : " + f[i].getName());

       }

 

       Method[] m = clazz.getDeclaredMethods();

       for ( int i = 0; i < m. length ; i++) {

           System. out .println( "Method " + i + " : " + m[i].getName());

       }

 

       TargetClass tc = null ;

       try {

           tc = (TargetClass) clazz.newInstance();

       } catch (InstantiationException e) {

           e.printStackTrace();

       } catch (IllegalAccessException e) {

           e.printStackTrace();

       }

       f[1].setAccessible( true );

       try {

           f[1].set(tc, "kenshin" );

       } catch (IllegalArgumentException e) {

           e.printStackTrace();

       } catch (IllegalAccessException e) {

           e.printStackTrace();

       }

       m[1].setAccessible( true );

       try {

           m[1].invoke(tc, null );

       } catch (IllegalArgumentException e) {

           e.printStackTrace();

       } catch (IllegalAccessException e) {

           e.printStackTrace();

       } catch (InvocationTargetException e) {

           e.printStackTrace();

       }

    }

}