java反射详解

liqita

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本篇文章依旧采用小例子来说明，因为我始终觉的，案例驱动是最好的，要不然只看理论的话，看了也不懂，不过建议大家在看完文章之后，在回过头去看看理论，会有更好的理解。

下面开始正文。

【案例1】通过一个对象获得完整的包名和类名

package
 Reflect;
 
/**

* 通过一个对象获得完整的包名和类名

* */

class
 Demo{

//other codes...

}
 
class
 hello{

public
 static
 void
 main(String[] args) {

Demo demo=
new
 Demo();

System.out.println(demo.getClass().getName());

}

}

【运行结果】：Reflect.Demo

添加一句：所有类的对象其实都是 Class 的实例。

【案例2】实例化 Class 类对象

package
 Reflect;

class
 Demo{

//other codes...

}
 
class
 hello{

public
 static
 void
 main(String[] args) {

Class<?> demo1=
null
;

Class<?> demo2=
null
;

Class<?> demo3=
null
;

try
{

//一般尽量采用这种形式

demo1=Class.forName(
"Reflect.Demo"
);

}
catch
(Exception e){

e.printStackTrace();

}

demo2=
new
 Demo().getClass();

demo3=Demo.
class
;

System.out.println(
"类名称   "
+demo1.getName());

System.out.println(
"类名称   "
+demo2.getName());

System.out.println(
"类名称   "
+demo3.getName());

}

}

【运行结果】：

类名称 Reflect.Demo

【案例3】通过 Class 实例化其他类的对象

通过无参构造实例化对象

package
 Reflect;
 
class
 Person{

public
 String getName() {

return
 name;

}

public
 void
 setName(String name) {

this
.name = name;

}

public
 int
 getAge() {

return
 age;

}

public
 void
 setAge(
int
 age) {

this
.age = age;

}

@Override

public
 String toString(){

return
 "["
+
this
.name+
"  "
+
this
.age+
"]"
;

}

private
 String name;

private
 int
 age;

}
 
class
 hello{

public
 static
 void
 main(String[] args) {

Class<?> demo=
null
;

try
{

demo=Class.forName(
"Reflect.Person"
);

}
catch
 (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

Person per=
null
;

try
 {

per=(Person)demo.newInstance();

} 
catch
 (InstantiationException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

} 
catch
 (IllegalAccessException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

per.setName(
"Rollen"
);

per.setAge(
20
);

System.out.println(per);

}

}

【运行结果】：

[Rollen 20]

但是注意一下，当我们把 Person 中的默认的无参构造函数取消的时候，比如自己定义只定义一个有参数的构造函数之后，会出现错误：

比如我定义了一个构造函数：

public
 Person(String name, 
int
 age) {

        
this
.age=age;

        
this
.name=name;

    
}

然后继续运行上面的程序，会出现：

java.lang.InstantiationException : Reflect.Person

at java.lang.Class.newInstance0( Class.java:340 )

at java.lang.Class.newInstance( Class.java:308 )

at Reflect.hello.main( hello.java:39 )

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

at Reflect.hello.main( hello.java:47 )

所以大家以后再编写使用 Class 实例化其他类的对象的时候，一定要自己定义无参的构造函数

【案例】通过 Class 调用其他类中的构造函数（也可以通过这种方式通过 Class 创建其他类的对象）

package
 Reflect;
 
import
 java.lang.reflect.Constructor;
 
class
 Person{

public
 Person() {

}

public
 Person(String name){

this
.name=name;

}

public
 Person(
int
 age){

this
.age=age;

}

public
 Person(String name, 
int
 age) {

this
.age=age;

this
.name=name;

}

public
 String getName() {

return
 name;

}

public
 int
 getAge() {

return
 age;

}

@Override

public
 String toString(){

return
 "["
+
this
.name+
"  "
+
this
.age+
"]"
;

}

private
 String name;

private
 int
 age;

}
 
class
 hello{

public
 static
 void
 main(String[] args) {

Class<?> demo=
null
;

try
{

demo=Class.forName(
"Reflect.Person"
);

}
catch
 (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

Person per1=
null
;

Person per2=
null
;

Person per3=
null
;

Person per4=
null
;

//取得全部的构造函数

Constructor<?> cons[]=demo.getConstructors();

try
{

per1=(Person)cons[
0
].newInstance();

per2=(Person)cons[
1
].newInstance(
"Rollen"
);

per3=(Person)cons[
2
].newInstance(
20
);

per4=(Person)cons[
3
].newInstance(
"Rollen"
,
20
);

}
catch
(Exception e){

e.printStackTrace();

}

System.out.println(per1);

System.out.println(per2);

System.out.println(per3);

System.out.println(per4);

}

}

【运行结果】：

[null 0]

[Rollen 0]

[null 20]

[Rollen 20]

【案例】

返回一个类实现的接口：

package
 Reflect;
 
interface
 China{

public
 static
 final
 String name=
"Rollen"
;

public
 static
  int
 age=
20
;

public
 void
 sayChina();

public
 void
 sayHello(String name, 
int
 age);

}
 
class
 Person 
implements
 China{

public
 Person() {

}

public
 Person(String sex){

this
.sex=sex;

}

public
 String getSex() {

return
 sex;

}

public
 void
 setSex(String sex) {

this
.sex = sex;

}

@Override

public
 void
 sayChina(){

System.out.println(
"hello ,china"
);

}

@Override

public
 void
 sayHello(String name, 
int
 age){

System.out.println(name+
"  "
+age);

}

private
 String sex;

}
 
class
 hello{

public
 static
 void
 main(String[] args) {

Class<?> demo=
null
;

try
{

demo=Class.forName(
"Reflect.Person"
);

}
catch
 (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

//保存所有的接口

Class<?> intes[]=demo.getInterfaces();

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

System.out.println(
"实现的接口   "
+intes[i].getName());

}

}

}

【运行结果】：

实现的接口 Reflect.China

（注意，以下几个例子，都会用到这个例子的 Person 类，所以为节省篇幅，此处不再粘贴 Person 的代码部分，只粘贴主类 hello 的代码）

【案例】：取得其他类中的父类

class
 hello{

public
 static
 void
 main(String[] args) {

Class<?> demo=
null
;

try
{

demo=Class.forName(
"Reflect.Person"
);

}
catch
 (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

//取得父类

Class<?> temp=demo.getSuperclass();

System.out.println(
"继承的父类为：   "
+temp.getName());

}

}

【运行结果】

继承的父类为： java.lang.Object

【案例】：获得其他类中的全部构造函数

这个例子需要在程序开头添加 import java.lang.reflect.*;

然后将主类编写为：

class
 hello{

public
 static
 void
 main(String[] args) {

Class<?> demo=
null
;

try
{

demo=Class.forName(
"Reflect.Person"
);

}
catch
 (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

Constructor<?>cons[]=demo.getConstructors();

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

System.out.println(
"构造方法：  "
+cons[i]);

}

}

}

【运行结果】：

构造方法： public Reflect.Person()

构造方法： public Reflect.Person(java.lang.String)

但是细心的读者会发现，上面的构造函数没有 public 或者 private 这一类的修饰符

下面这个例子我们就来获取修饰符

class
 hello{

public
 static
 void
 main(String[] args) {

Class<?> demo=
null
;

try
{

demo=Class.forName(
"Reflect.Person"
);

}
catch
 (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

Constructor<?>cons[]=demo.getConstructors();

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

Class<?> p[]=cons[i].getParameterTypes();

System.out.print(
"构造方法：  "
);

int
 mo=cons[i].getModifiers();

System.out.print(Modifier.toString(mo)+
" "
);

System.out.print(cons[i].getName());

System.out.print(
"("
);

for
(
int
 j=
0
;j<p.length;++j){

System.out.print(p[j].getName()+
" arg"
+i);

if
(j<p.length-
1
){

System.out.print(
","
);

}

}

System.out.println(
"){}"
);

}

}

}

【运行结果】：

构造方法： public Reflect.Person(){}

构造方法： public Reflect.Person(java.lang.String arg1){}

有时候一个方法可能还有异常，呵呵。下面看看：

class
 hello{

public
 static
 void
 main(String[] args) {

Class<?> demo=
null
;

try
{

demo=Class.forName(
"Reflect.Person"
);

}
catch
 (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

Method method[]=demo.getMethods();

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

Class<?> returnType=method[i].getReturnType();

Class<?> para[]=method[i].getParameterTypes();

int
 temp=method[i].getModifiers();

System.out.print(Modifier.toString(temp)+
" "
);

System.out.print(returnType.getName()+
"  "
);

System.out.print(method[i].getName()+
" "
);

System.out.print(
"("
);

for
(
int
 j=
0
;j<para.length;++j){

System.out.print(para[j].getName()+
" "
+
"arg"
+j);

if
(j<para.length-
1
){

System.out.print(
","
);

}

}

Class<?> exce[]=method[i].getExceptionTypes();

if
(exce.length>
0
){

System.out.print(
") throws "
);

for
(
int
 k=
0
;k<exce.length;++k){

System.out.print(exce[k].getName()+
" "
);

if
(k<exce.length-
1
){

System.out.print(
","
);

}

}

}
else
{

System.out.print(
")"
);

}

System.out.println();

}

}

}

【运行结果】：

public java.lang.String getSex ()

public void setSex (java.lang.String arg0)

public void sayChina ()

public void sayHello (java.lang.String arg0,int arg1)

public final native void wait (long arg0) throws java.lang.InterruptedException

public final void wait () throws java.lang.InterruptedException

public final void wait (long arg0,int arg1) throws java.lang.InterruptedException

public boolean equals (java.lang.Object arg0)

public java.lang.String toString ()

public native int hashCode ()

public final native java.lang.Class getClass ()

public final native void notify ()

public final native void notifyAll ()

【案例】接下来让我们取得其他类的全部属性吧，最后我讲这些整理在一起，也就是通过 class 取得一个类的全部框架

class
 hello {

public
 static
 void
 main(String[] args) {

Class<?> demo = 
null
;

try
 {

demo = Class.forName(
"Reflect.Person"
);

} 
catch
 (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println(
"===============本类属性========================"
);

// 取得本类的全部属性

Field[] field = demo.getDeclaredFields();

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

// 权限修饰符

int
 mo = field[i].getModifiers();

String priv = Modifier.toString(mo);

// 属性类型

Class<?> type = field[i].getType();

System.out.println(priv + 
" "
 + type.getName() + 
" "

+ field[i].getName() + 
";"
);

}

System.out.println(
"===============实现的接口或者父类的属性========================"
);

// 取得实现的接口或者父类的属性

Field[] filed1 = demo.getFields();

for
 (
int
 j = 
0
; j < filed1.length; j++) {

// 权限修饰符

int
 mo = filed1[j].getModifiers();

String priv = Modifier.toString(mo);

// 属性类型

Class<?> type = filed1[j].getType();

System.out.println(priv + 
" "
 + type.getName() + 
" "

+ filed1[j].getName() + 
";"
);

}

}

}

【运行结果】：

=============== 本类属性 ========================

private java.lang.String sex;

=============== 实现的接口或者父类的属性 ========================

public static final java.lang.String name;

public static final int age;

【案例】其实还可以通过反射调用其他类中的方法：

class
 hello {

public
 static
 void
 main(String[] args) {

Class<?> demo = 
null
;

try
 {

demo = Class.forName(
"Reflect.Person"
);

} 
catch
 (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

try
{

//调用Person类中的sayChina方法

Method method=demo.getMethod(
"sayChina"
);

method.invoke(demo.newInstance());

//调用Person的sayHello方法

method=demo.getMethod(
"sayHello"
, String.
class
,
int
.
class
);

method.invoke(demo.newInstance(),
"Rollen"
,
20
);

}
catch
 (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

　　【运行结果】：

hello ,china

Rollen 20

【案例】调用其他类的 set 和 get 方法

class
 hello {

public
 static
 void
 main(String[] args) {

Class<?> demo = 
null
;

Object obj=
null
;

try
 {

demo = Class.forName(
"Reflect.Person"
);

} 
catch
 (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

try
{

obj=demo.newInstance();

}
catch
 (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

setter(obj,
"Sex"
,
"男"
,String.
class
);

getter(obj,
"Sex"
);

}
 
/**

* @param obj

*            操作的对象

* @param att

*            操作的属性

* */

public
 static
 void
 getter(Object obj, String att) {

try
 {

Method method = obj.getClass().getMethod(
"get"
 + att);

System.out.println(method.invoke(obj));

} 
catch
 (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

}
 
/**

* @param obj

*            操作的对象

* @param att

*            操作的属性

* @param value

*            设置的值

* @param type

*            参数的属性

* */

public
 static
 void
 setter(Object obj, String att, Object value,

Class<?> type) {

try
 {

Method method = obj.getClass().getMethod(
"set"
 + att, type);

method.invoke(obj, value);

} 
catch
 (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

}

}
// end class

【运行结果】：

男

【案例】通过反射操作属性

class
 hello {

public
 static
 void
 main(String[] args) 
throws
 Exception {

Class<?> demo = 
null
;

Object obj = 
null
;
 
demo = Class.forName(
"Reflect.Person"
);

obj = demo.newInstance();
 
Field field = demo.getDeclaredField(
"sex"
);

field.setAccessible(
true
);

field.set(obj, 
"男"
);

System.out.println(field.get(obj));

}

}
// end class

【案例】通过反射取得并修改数组的信息：

import
 java.lang.reflect.*;

class
 hello{

    
public
 static
 void
 main(String[] args) {

        
int
[] temp={
1
,
2
,
3
,
4
,
5
};

        
Class<?>demo=temp.getClass().getComponentType();

        
System.out.println(
"数组类型： "
+demo.getName());

        
System.out.println(
"数组长度  "
+Array.getLength(temp));

        
System.out.println(
"数组的第一个元素: "
+Array.get(temp, 
0
));

        
Array.set(temp, 
0
, 
100
);

        
System.out.println(
"修改之后数组第一个元素为： "
+Array.get(temp, 
0
));

    
}

}

【运行结果】：

数组类型： int

数组长度 5

数组的第一个元素 : 1

修改之后数组第一个元素为： 100

【案例】通过反射修改数组大小

class
 hello{

public
 static
 void
 main(String[] args) {

int
[] temp={
1
,
2
,
3
,
4
,
5
,
6
,
7
,
8
,
9
};

int
[] newTemp=(
int
[])arrayInc(temp,
15
);

print(newTemp);

System.out.println(
"====================="
);

String[] atr={
"a"
,
"b"
,
"c"
};

String[] str1=(String[])arrayInc(atr,
8
);

print(str1);

}

/**

* 修改数组大小

* */

public
 static
 Object arrayInc(Object obj,
int
 len){

Class<?>arr=obj.getClass().getComponentType();

Object newArr=Array.newInstance(arr, len);

int
 co=Array.getLength(obj);

System.arraycopy(obj, 
0
, newArr, 
0
, co);

return
 newArr;

}

/**

* 打印

* */

public
 static
 void
 print(Object obj){

Class<?>c=obj.getClass();

if
(!c.isArray()){

return
;

}

System.out.println(
"数组长度为： "
+Array.getLength(obj));

for
 (
int
 i = 
0
; i < Array.getLength(obj); i++) {

System.out.print(Array.get(obj, i)+
" "
);

}

}

}

【运行结果】：

数组长度为： 15

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 0 0 0 0 =====================

数组长度为： 8

a b c null null null null null

动态代理

【案例】首先来看看如何获得类加载器：

class
 test{

}

class
 hello{

public
 static
 void
 main(String[] args) {

test t=
new
 test();

System.out.println(
"类加载器  "
+t.getClass().getClassLoader().getClass().getName());

}

}

【程序输出】：

类加载器 sun.misc.Launcher$AppClassLoader

其实在 java 中有三种类类加载器。

1 ） Bootstrap ClassLoader 此加载器采用 c++ 编写，一般开发中很少见。

2 ） Extension ClassLoader 用来进行扩展类的加载，一般对应的是 jre\lib\ext 目录中的类

3 ） AppClassLoader 加载 classpath 指定的类，是最常用的加载器。同时也是 java 中默认的加载器。

如果想要完成动态代理，首先需要定义一个 InvocationHandler 接口的子类，已完成代理的具体操作。

package
 Reflect;

import
 java.lang.reflect.*;
 
//定义项目接口

interface
 Subject {

public
 String say(String name, 
int
 age);

}
 
// 定义真实项目

class
 RealSubject 
implements
 Subject {

@Override

public
 String say(String name, 
int
 age) {

return
 name + 
"  "
 + age;

}

}
 
class
 MyInvocationHandler 
implements
 InvocationHandler {

private
 Object obj = 
null
;
 
public
 Object bind(Object obj) {

this
.obj = obj;

return
 Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj

.getClass().getInterfaces(), 
this
);

}
 
@Override

public
 Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)

throws
 Throwable {

Object temp = method.invoke(
this
.obj, args);

return
 temp;

}

}
 
class
 hello {

public
 static
 void
 main(String[] args) {

MyInvocationHandler demo = 
new
 MyInvocationHandler();

Subject sub = (Subject) demo.bind(
new
 RealSubject());

String info = sub.say(
"Rollen"
, 
20
);

System.out.println(info);

}

}

【运行结果】：

Rollen 20

类的生命周期

在一个类编译完成之后，下一步就需要开始使用类，如果要使用一个类，肯定离不开 JVM 。在程序执行中 JVM 通过装载，链接，初始化这 3 个步骤完成。

类的装载是通过类加载器完成的，加载器将 .class 文件的二进制文件装入 JVM 的方法区，并且在堆区创建描述这个类的 java.lang.Class 对象。用来封装数据。 但是同一个类只会被类装载器装载以前

链接就是把二进制数据组装为可以运行的状态。

链接分为校验，准备，解析这 3 个阶段

校验一般用来确认此二进制文件是否适合当前的 JVM （版本），

准备就是为静态成员分配内存空间，。并设置默认值

解析指的是转换常量池中的代码作为直接引用的过程，直到所有的符号引用都可以被运行程序使用（建立完整的对应关系）

完成之后，类型也就完成了初始化，初始化之后类的对象就可以正常使用了，直到一个对象不再使用之后，将被垃圾回收。释放空间。

当没有任何引用指向 Class 对象时就会被卸载，结束类的生命周期

将反射用于工厂模式

先来看看，如果不用反射的时候，的工厂模式吧：

http://www.cnblogs.com/rollenholt/archive/2011/08/18/2144851.html

/**

* @author Rollen-Holt 设计模式之 工厂模式

*/
 
interface
 fruit{

public
 abstract
 void
 eat();

}
 
class
 Apple 
implements
 fruit{

public
 void
 eat(){

System.out.println(
"Apple"
);

}

}
 
class
 Orange 
implements
 fruit{

public
 void
 eat(){

System.out.println(
"Orange"
);

}

}
 
// 构造工厂类

// 也就是说以后如果我们在添加其他的实例的时候只需要修改工厂类就行了

class
 Factory{

public
 static
 fruit getInstance(String fruitName){

fruit f=
null
;

if
(
"Apple"
.equals(fruitName)){

f=
new
 Apple();

}

if
(
"Orange"
.equals(fruitName)){

f=
new
 Orange();

}

return
 f;

}

}

class
 hello{

public
 static
 void
 main(String[] a){

fruit f=Factory.getInstance(
"Orange"
);

f.eat();

}
 
}

这样，当我们在添加一个子类的时候，就需要修改工厂类了。如果我们添加太多的子类的时候，改的就会很多。

现在我们看看利用反射机制：

package
 Reflect;
 
interface
 fruit{

public
 abstract
 void
 eat();

}
 
class
 Apple 
implements
 fruit{

public
 void
 eat(){

System.out.println(
"Apple"
);

}

}
 
class
 Orange 
implements
 fruit{

public
 void
 eat(){

System.out.println(
"Orange"
);

}

}
 
class
 Factory{

public
 static
 fruit getInstance(String ClassName){

fruit f=
null
;

try
{

f=(fruit)Class.forName(ClassName).newInstance();

}
catch
 (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

return
 f;

}

}

class
 hello{

public
 static
 void
 main(String[] a){

fruit f=Factory.getInstance(
"Reflect.Apple"
);

if
(f!=
null
){

f.eat();

}

}

}

现在就算我们添加任意多个子类的时候，工厂类就不需要修改。

上面的爱吗虽然可以通过反射取得接口的实例，但是需要传入完整的包和类名。而且用户也无法知道一个接口有多少个可以使用的子类，所以我们通过属性文件的形式配置所需要的子类。

下面我们来看看：结合属性文件的工厂模式

首先创建一个 fruit.properties 的资源文件，

内容为：

1 2	`apple=Reflect.Apple` `orange=Reflect.Orange`

　然后编写主类代码：

package
 Reflect;
 
import
 java.io.*;

import
 java.util.*;
 
interface
 fruit{

public
 abstract
 void
 eat();

}
 
class
 Apple 
implements
 fruit{

public
 void
 eat(){

System.out.println(
"Apple"
);

}

}
 
class
 Orange 
implements
 fruit{

public
 void
 eat(){

System.out.println(
"Orange"
);

}

}
 
//操作属性文件类

class
 init{

public
 static
 Properties getPro() 
throws
 FileNotFoundException, IOException{

Properties pro=
new
 Properties();

File f=
new
 File(
"fruit.properties"
);

if
(f.exists()){

pro.load(
new
 FileInputStream(f));

}
else
{

pro.setProperty(
"apple"
, 
"Reflect.Apple"
);

pro.setProperty(
"orange"
, 
"Reflect.Orange"
);

pro.store(
new
 FileOutputStream(f), 
"FRUIT CLASS"
);

}

return
 pro;

}

}
 
class
 Factory{

public
 static
 fruit getInstance(String ClassName){

fruit f=
null
;

try
{

f=(fruit)Class.forName(ClassName).newInstance();

}
catch
 (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

return
 f;

}

}

class
 hello{

public
 static
 void
 main(String[] a) 
throws
 FileNotFoundException, IOException{

Properties pro=init.getPro();

fruit f=Factory.getInstance(pro.getProperty(
"apple"
));

if
(f!=
null
){

f.eat();

}

}

}

【运行结果】： Apple

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Java文件file操作总结 | Java反射机制的学习

2012-11-22 10:29
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