java反射技术及代理模式（一）

Java 语言的反射机制

在Java运行时环境中，对于任意一个类，能否知道这个类有哪些属性和方法？对于任意一个对象，能否调用它的任意一个方法？答案是肯定的。这种动态获取类的信息以及动态调用对象的方法的功能来自于Java 语言的反射（Reflection）机制。
Java 反射机制主要提供了以下功能

在运行时判断任意一个对象所属的类。
在运行时构造任意一个类的对象。
在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。
在运行时调用任意一个对象的方法

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

例程DumpMethods类演示了Reflection API的基本作用，它读取命令行参数指定的类名，然后打印这个类所具有的方法信息

DumpMethods.java

package com.langsin.reflection;

import java.lang.reflect.Method;

public class DumpMethods
{
    public static void main(String args[]) throws Exception
    {
        // 加载并初始化命令行参数指定的类
        Class<?> classType = Class.forName(args[0]);
        // 获得类的所有方法
        Method methods[] = classType.getDeclaredMethods();
        for (int i = 0; i < methods.length; i++)
        {
            System.out.println(methods[i].toString());
        }
    }
}

例程ReflectTester 类进一步演示了Reflection API的基本使用方法。ReflectTester类有一个copy(Object object)方法，这个方法能够创建一个和参数object 同样类型的对象，然后把object对象中的所有属性拷贝到新建的对象中，并将它返回
这个例子只能复制简单的JavaBean，假定JavaBean 的每个属性都有public 类型的getXXX()和setXXX()方法。

ReflectTester.java

package com.langsin.reflection;

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;

public class ReflectTester
{
    public Object copy(Object object) throws Exception
    {
        // 获得对象的类型
        Class<?> classType = object.getClass();
        System.out.println("Class:" + classType.getName());

        // 通过默认构造方法创建一个新的对象
        Object objectCopy = classType.getConstructor(new Class[] {}).newInstance(new Object[] {});

        // 获得对象的所有属性
        Field fields[] = classType.getDeclaredFields();

        for (int i = 0; i < fields.length; i++)
        {
            Field field = fields[i];

            String fieldName = field.getName();
            String firstLetter = fieldName.substring(0, 1).toUpperCase();
            // 获得和属性对应的getXXX()方法的名字
            String getMethodName = "get" + firstLetter + fieldName.substring(1);
            // 获得和属性对应的setXXX()方法的名字
            String setMethodName = "set" + firstLetter + fieldName.substring(1);

            // 获得和属性对应的getXXX()方法
            Method getMethod = classType.getMethod(getMethodName, new Class[] {});
            // 获得和属性对应的setXXX()方法
            Method setMethod = classType.getMethod(setMethodName, new Class[] { field.getType() });

            // 调用原对象的getXXX()方法
            Object value = getMethod.invoke(object, new Object[] {});
            System.out.println(fieldName + ":" + value);
            // 调用拷贝对象的setXXX()方法
            setMethod.invoke(objectCopy, new Object[] { value });
        }
        return objectCopy;
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception
    {
        Customer customer = new Customer("Tom", 21);
        customer.setId(new Long(1));

        Customer customerCopy = (Customer) new ReflectTester().copy(customer);
        System.out.println("Copy information:" + customerCopy.getId() + " " + customerCopy.getName() + " "
                + customerCopy.getAge());
    }
}

class Customer
{
    private Long id;

    private String name;

    private int age;

    public Customer()
    {
    }

    public Customer(String name, int age)
    {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public Long getId()
    {
        return id;
    }

    public void setId(Long id)
    {
        this.id = id;
    }

    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;
    }
}

ReflectTester 类的copy(Object object)方法依次执行以下步骤
（1）获得对象的类型：
  Class classType=object.getClass();
  System.out.println("Class:"+classType.getName());

在java.lang.Object 类中定义了getClass()方法，因此对于任意一个Java对象，都可以通过此方法获得对象的类型。Class类是Reflection API 中的核心类，它有以下方法

•   getName()：获得类的完整名字。
•   getFields()：获得类的public类型的属性。
•   getDeclaredFields()：获得类的所有属性。
•   getMethods()：获得类的public类型的方法。
•   getDeclaredMethods()：获得类的所有方法。

getMethod(String name, Class[] parameterTypes)：获得类的特定方法，name参数指定方法的名字，parameterTypes 参数指定方法的参数类型。

• getConstructors()：获得类的public类型的构造方法。
• getConstructor(Class[] parameterTypes)：获得类的特定构造方法，  
• parameterTypes 参数指定构造方法的参数类型。
• newInstance()：通过类的不带参数的构造方法创建这个类的一个对象。

（2）通过默认构造方法创建一个新对象：

Object objectCopy=classType.getConstructor(new Class[]{}).newInstance(new Object[]{});

以上代码先调用Class类的getConstructor()方法获得一个Constructor 对象，它代表默认的构造方法，然后调用Constructor对象的newInstance()方法构造一个实例。

（3）获得对象的所有属性：

Field fields[]=classType.getDeclaredFields();

Class 类的getDeclaredFields()方法返回类的所有属性，包括public、protected、默认和private访问级别的属性

（4）获得每个属性相应的getXXX()和setXXX()方法，然后执行这些方法，把原来对象的属性拷贝到新的对象中