详解Java反射各种应用

hpkcudf 7年前
   <p>Java除了给我们提供在编译期得到类的各种信息之外,还通过反射让我们可以在运行期间得到类的各种信息。通过反射获取类的信息,得到类的信息之后,就可以获取以下相关内容:</p>    <ul>     <li>Class对象</li>     <li>构造器</li>     <li>变量</li>     <li>方法</li>     <li>私有变量与私有方法</li>     <li>注解</li>     <li>泛型</li>     <li>数组</li>    </ul>    <p>本文也将从上面几个方面来介绍Java反射。本文涉及的所有代码均在 反射代码</p>    <p>首先放出一个Java类作为反射的研究对象,类的内容如下:</p>    <pre>  <code class="language-java">public abstract class FatherObject implements Runnable{      public void doSomething(){          System.out.println("做事情......");      }  }    public class ExampleObject extends FatherObject{      public int age = 30;      public String name = "byhieg";      private Integer score = 60;        public void printName(){          System.out.println(name);      }        public int getAge() {          return age;      }        public void setAge(int age) {          this.age = age;      }        public String getName() {          return name;      }        public void setName(String name) {          this.name = name;      }        public Integer getScore() {          return score;      }        public void setScore(Integer score) {          this.score = score;      }          public ExampleObject(){        }        public ExampleObject(String name){        }        public ExampleObject(int age,Integer score){        }        @Override      public void doSomething() {          super.doSomething();      }        @Override      public void run() {          System.out.println("run......");      }  }</code></pre>    <h2>Class对象</h2>    <p>我们应用会用到反射这个知识点,肯定是想要在运行时得到类的信息,根据类的那些信息去做一些特定的操作。那么,首先无疑就是得到类的信息,在JDK中提供了Class对象来保存类的信息。所以,反射的第一步就是得到Class对象。在JDK中提供了两种方式得到Class对象。</p>    <p>第一种,如果编写代码的时候,就知道Class的名字,可以直接用如下方式得到Class对象:</p>    <pre>  <code class="language-java">Class exampleObjectClass = ExampleObject.class;</code></pre>    <p>第二种,如果在编写代码的时候,不知道类的名字,但是在运行时的时候,可以得到一个类名的字符串,可以用如下的方式获取Class对象:</p>    <pre>  <code class="language-java">Class exampleObjectClass = Class.forName("cn.byhieg.reflectiontutorial.ExampleObject");</code></pre>    <p>注意,此方法需要有2个条件,第一,forName中的字符串必须是全限定名,第二,这个Class类必须在classpath的路径下面,因为该方法会抛出 ClassNotFoundException 的异常。</p>    <p>获取到这个Class对象之后,就可以得到类的各种信息,开头已经提及了一些信息,下面,说几个没提到的类的信息。</p>    <h3>得到类的名字</h3>    <p>类的名字有两种方式得到,一种是getName(),一种是getSimpleName()。第一种得到的是全限定名,第二种得到的是这个类的名字,不带包名。看下面的例子:Class对象,已经通过上面的代码得到了。</p>    <pre>  <code class="language-java">String fullClassName = exampleObjectClass.getName();     String simpleClassName = exampleObjectClass.getSimpleName();       System.out.println(fullClassName);     System.out.println(simpleClassName);</code></pre>    <p>结果如下:</p>    <pre>  <code class="language-java">cn.byhieg.reflectiontutorial.ExampleObject  ExampleObject</code></pre>    <h3>得到类的包名、父类和实现的接口</h3>    <p>类的包名和父类,可以通过如下代码得到。</p>    <pre>  <code class="language-java">//得到包信息      Package aPackage = exampleObjectClass.getPackage();      System.out.println(aPackage);        //得到父类      Class superClass = exampleObjectClass.getSuperclass();      System.out.println(superClass.getSimpleName());</code></pre>    <p>结果如下:</p>    <pre>  <code class="language-java">package cn.byhieg.reflectiontutorial  FatherObject</code></pre>    <p>很显然,得到父类的返回值也是一个Class对象,那么可以利用这个对象得到父类的一些信息,比如判断父类是不是抽象类</p>    <pre>  <code class="language-java">System.out.println("父类是不是抽象类 " + Modifier.isAbstract(superClass.getModifiers()));</code></pre>    <p>getModifiers可以得到类的修饰符,从而得到类的修饰符,当然,这个getModifiers不仅仅Class对象可以调用,Method对象可以调用。</p>    <p>可以使用java.lang.reflect.Modifier类中的方法来检查修饰符的类型:</p>    <pre>  <code class="language-java">Modifier.isAbstract(int modifiers);  Modifier.isFinal(int modifiers);  Modifier.isInterface(int modifiers);  Modifier.isNative(int modifiers);  Modifier.isPrivate(int modifiers);  Modifier.isProtected(int modifiers);  Modifier.isPublic(int modifiers);  Modifier.isStatic(int modifiers);  Modifier.isStrict(int modifiers);  Modifier.isSynchronized(int modifiers);  Modifier.isTransient(int modifiers);  Modifier.isVolatile(int modifiers);</code></pre>    <p>此外,我们还可以得到父类实现的接口</p>    <pre>  <code class="language-java">//得到接口          Class[] classes = superClass.getInterfaces();          System.out.println("父类的接口" + classes[0]);</code></pre>    <p>因为Java类可以实现很多接口,所以用的数组,但在实际使用的时候,需要先判断数组的长度。</p>    <p>下面,重点讲解上述列出来的内容。</p>    <h2>构造器</h2>    <p>利用Java反射可以得到一个类的构造器,并根据构造器,在运行时动态的创建一个对象。首先,Java通过以下方式获取构造器的实例:</p>    <pre>  <code class="language-java">//构造器          Constructor[] constructors = exampleObjectClass.getConstructors();          for (Constructor constructor : constructors){              System.out.println(constructor.toString());          }</code></pre>    <p>结果如下:</p>    <pre>  <code class="language-java">public cn.byhieg.reflectiontutorial.ExampleObject(int,java.lang.Integer)  public cn.byhieg.reflectiontutorial.ExampleObject(java.lang.String)  public cn.byhieg.reflectiontutorial.ExampleObject()</code></pre>    <p>如果,事先知道要访问的构造方法的参数类型,可以利用如下方法获取指定的构造方法,例子如下:</p>    <pre>  <code class="language-java">Constructor constructor = exampleObjectClass.getConstructor(String.class);     System.out.println(constructor.toString());</code></pre>    <p>结果显然是:</p>    <pre>  <code class="language-java">public cn.byhieg.reflectiontutorial.ExampleObject(java.lang.String)</code></pre>    <p>还可以用如下方式得到另一个构造器</p>    <pre>  <code class="language-java">Constructor constructor = exampleObjectClass.getConstructor(int.class,Integer.class);      System.out.println(constructor.toString());</code></pre>    <p>此外,如果我们不知道构造器的参数,只能得到所有的构造器对象,那么可以用如下方式得到每一个构造器对想的参数:</p>    <pre>  <code class="language-java">Constructor[] constructors = exampleObjectClass.getConstructors();      for (Constructor constructor : constructors){          Class[] parameterTypes = constructor.getParameterTypes();          System.out.println("构造器参数如下========================");          for (Class clz : parameterTypes){              System.out.println("参数类型 " + clz.toString());          }      }</code></pre>    <p>结果如下:</p>    <pre>  <code class="language-java">构造器参数如下========================  参数类型 class java.lang.String  构造器参数如下========================  参数类型 int  参数类型 class java.lang.Integer</code></pre>    <p>这里,可以看出无参构造方法,是不打印出结果的。基本类型的Class对象和引用类型的Class对象toString()方法是不一样的。</p>    <p>现在,可以根据构造器的各种信息,动态创建一个对象。</p>    <pre>  <code class="language-java">Object object = constructor.newInstance(1,100);      System.out.println(object.toString());</code></pre>    <p>这个创建对象的方式有2个条件,第一是通过有参构造器创建的,第二,构造器对象必须通过传入参数信息的getConstructor得到。</p>    <p>第一个条件,对于无参构造方法就可以创建的对象,不需要得到构造器对象,直接Class对象调用newInstance()方法就直接创建对象。</p>    <p>第二个条件,构造器对象必须通过 exampleObjectClass.getConstructor(String.class); 这种形式得到。如果通过 getConstructors 得到构造器数组,然后调用指定的构造器对象去创建对象在JDK1.8是会错的。但是JDK1.6是正常的。</p>    <h2>变量</h2>    <p>利用Java反射可以在运行时得到一个类的变量信息,并且可以根据上面讲的方式,创建一个对象,设置他的变量值。首先,通过如下方法,得到所有public的变量:</p>    <pre>  <code class="language-java">Field[] fields = exampleObjectClass.getFields();      for (Field field : fields){              System.out.println("变量为: " + field.toString());      }</code></pre>    <p>结果如下:</p>    <pre>  <code class="language-java">变量为: public int cn.byhieg.reflectiontutorial.ExampleObject.age  变量为: public java.lang.String cn.byhieg.reflectiontutorial.ExampleObject.name</code></pre>    <p>很显然,得到的都是public的变量,上述的private的变量score,并没有得到。</p>    <p>和构造器一样的得到方式一样,我们可以指定一个参数名,然后得到指定的变量:</p>    <pre>  <code class="language-java">Field field = exampleObjectClass.getField("age");          System.out.println("变量为:" + field.toString());</code></pre>    <p>上述的变量的toString方法得到的名字太长,Java对Field类提供了getName的方法,返回类中写的变量名字,上面的代码就可以改成field.getName()。</p>    <p>反射不仅提供了得到变量的方法,还提供了设置变量值的方式。通过如下方法可以对一个动态生成的类,改变其变量值:</p>    <pre>  <code class="language-java">ExampleObject object = ((ExampleObject) constructor1.newInstance("byhieg"));          System.out.println("原先的age是 " + object.age);          field.set(object,10);          System.out.println("更改之后的age是" + object.age);</code></pre>    <p>结果如下:</p>    <pre>  <code class="language-java">原先的age是 30  更改之后的age是10</code></pre>    <p>根据上面的代码,得到名字为age的Field对象,然后调用该对象的set方法,传入一个对象与要更改的值,就可以改变该对象的值了。注意,此方法不仅仅对成员变量有用,对静态变量也可以。当然,如果是静态变量,传入null,不用传对象,也是可以的。</p>    <h2>方法</h2>    <p>Java反射给我们除了给我们提供类的变量信息之外,当然也给我们提供了方法的信息,反射可以让我们得到方法名,方法的参数,方法的返回类型,以及调用方法等功能。</p>    <p>首先,通过如下代码得到方法:</p>    <pre>  <code class="language-java">//输出类的public方法          Method[] methods = exampleObjectClass.getMethods();          for (Method method : methods){              System.out.println("method = "+ method.getName());          }</code></pre>    <p>和获取变量一样似曾相识的代码,这里直接调用了getName,来得到类中写的方法名。写到这里,大家应该自然想到,Java同样提供了根据参数,得到具体的方法。</p>    <pre>  <code class="language-java">Method method = exampleObjectClass.getMethod("setAge",int.class);          System.out.println(method.getName());</code></pre>    <p>这里与得到变量不同的是,getMethod方法还需要传入参数的类型信息,反射提供获取方法参数以及返回类型的方法,得到方法参数的例子如下:</p>    <pre>  <code class="language-java">Method method = exampleObjectClass.getMethod("setAge",int.class);          System.out.println(method.getName());          for (Class clz : method.getParameterTypes()){              System.out.println("方法的参数" + clz.getName());          }</code></pre>    <p>结果如下:</p>    <pre>  <code class="language-java">setAge  方法的参数int</code></pre>    <p>得到方法返回类型的例子如下:</p>    <pre>  <code class="language-java">System.out.println(method.getReturnType().getName());</code></pre>    <p>结果如下:</p>    <pre>  <code class="language-java">void</code></pre>    <p>此外,Java反射支持通过invoke调用得到的方法。例子如下:</p>    <pre>  <code class="language-java">method.invoke(exampleObjectClass.newInstance(),1);</code></pre>    <p>invoke第一个参数是这个对象,第二个参数是变长数组,传入该方法的参数。和Field对象同样,对于静态方法同样,可以传入null,调用静态方法。</p>    <h2>私有变量与私有方法</h2>    <p>上面的方法只能得到public方法和变量,无法得到非public修饰的方法和变量,Java提供了额外的方法来得到非public变量与方法。即通过 getDeclaredFields 与 getDeclaredMethods 方法得到私有的变量与方法,同样也支持用 getDeclaredField(变量名) 与 getDeclaredMethod(方法名) 的形式得到指定的变量名与方法名。但是这样得到的Field对象与Method对象无法直接运用,必须让这些对象调用setAccessible(true),才能正常运用。之后的方式就可上面讲的一样了。</p>    <h2>注解</h2>    <p>先写一个包含注解的类:</p>    <pre>  <code class="language-java">@MyAnnotation(name="byhieg",value = "hello world")  public class AnnotationObject {            @MyAnnotation(name="field",value = "变量")      public String field;            @MyAnnotation(name="method",value = "方法")      public void doSomeThing(){          System.out.println("做一些事情");      }            public void doOtherThing(@MyAnnotation(name="param",value = "参数") String param){                }  }    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)  public @interface MyAnnotation {      public String name();      public String value();    }</code></pre>    <p>Java给我们提供了在运行时获取类的注解信息,可以得到类注解,方法注解,参数注解,变量注解。</p>    <p>与上面获取方式一样,Java提供了2种获取方式,一种是获取全部的注解,返回一个数组,第二种是指定得到指定的注解。</p>    <p>我们以一个类注解为例,讲解以下这两种获取方式。</p>    <pre>  <code class="language-java">Class clz = AnnotationObject.class;   Annotation[] annotations = clz.getAnnotations();   Annotation annotation = clz.getAnnotation(AnnotationObject.class);</code></pre>    <p>然后,就可以根据得到的注解进行后续的处理,下面是一个处理的例子:</p>    <pre>  <code class="language-java">for (Annotation annotation : annotations){              if (annotation instanceof MyAnnotation){                  MyAnnotation myAnnotation = (MyAnnotation)annotation;                  System.out.println("name: " + myAnnotation.name());                  System.out.println("value:" + myAnnotation.value());              }          }</code></pre>    <p>上面的类注解使用Class对象调用 getAnnotations 得到的,方法注解和变量注解是一样的,分别用method对象与field对象调用 getDeclaredAnnotations 得到注解,没什么多说的。例子看 <a href="/misc/goto?guid=4959734082362409342" rel="nofollow,noindex">反射代码</a></p>    <p>参数注解是比较麻烦的一项,获取方式比较得到,第一步,先取得method对象,调用 getParameterAnnotations ,但是这个返回值是一个二维数组,因为method对象有很多参数,每个参数有可能有很多注解。例子如下:</p>    <pre>  <code class="language-java">Method method1 = clz.getMethod("doOtherThing",String.class);          Annotation[][] annotationInParam = method1.getParameterAnnotations();          Class[] params = method1.getParameterTypes();          int i = 0;          for (Annotation[] annotations: annotationInParam){              Class para = params[i++];              for (Annotation annotation : annotations){                  if(annotation instanceof MyAnnotation){                      MyAnnotation myAnnotation = (MyAnnotation) annotation;                      System.out.println("param: " + para.getName());                      System.out.println("name : " + myAnnotation.name());                      System.out.println("value :" + myAnnotation.value());                  }                }          }</code></pre>    <h2>泛型</h2>    <p>因为Java泛型是通过擦除来实现的,很难直接得到泛型具体的参数化类型的信息,但是我们可以通过一种间接的形式利用反射得到泛型信息。比如下面这个类:</p>    <pre>  <code class="language-java">public class GenericObject {      public List<String> lists;        public List<String> getLists() {          return lists;      }        public void setLists(List<String> lists) {          this.lists = lists;      }  }</code></pre>    <p>如果一个方法返回一个泛型类,我们可以通过method对象去调用 getGenericReturnType 来得到这个泛型类具体的参数化类型是什么。看下面的代码:</p>    <pre>  <code class="language-java">Class clz = GenericObject.class;          Method method = clz.getMethod("getLists");          Type genericType = method.getGenericReturnType();          if(genericType instanceof ParameterizedType){              ParameterizedType parameterizedType = ((ParameterizedType) genericType);              Type[] types = parameterizedType.getActualTypeArguments();              for (Type type : types){                  Class actualClz = ((Class) type);                  System.out.println("参数化类型为 : " + actualClz);              }          }</code></pre>    <p>结果如下:</p>    <pre>  <code class="language-java">参数化类型为 : class java.lang.String</code></pre>    <p>步骤有点繁琐,下面一步步解释:</p>    <ol>     <li>反射得到返回类型为泛型类的方法</li>     <li>调用 getGenericReturnType 得到方法返回类型中的参数化类型</li>     <li>判断该type对象能不能向下转型为 ParameterizedType</li>     <li>转型成功,调用 getActualTypeArguments 得到参数化类型的数组,因为有的泛型类,不只只有一个参数化类型如Map</li>     <li>取出数组中的每一个的值,转型为Class对象输出。</li>    </ol>    <p>看结果确实得到了泛型的具体的信息。</p>    <p>如果没有一个方法返回泛型类型,那么我们也可以通过方法的参数为泛型类,来得到泛型的参数化类型,如上面类中的setLists方法。例子如下:</p>    <pre>  <code class="language-java">Method setMethod = clz.getMethod("setLists", List.class);          Type[] genericParameterTypes = setMethod.getGenericParameterTypes();          for (Type genericParameterType: genericParameterTypes){              System.out.println("GenericParameterTypes为 : " + genericParameterType.getTypeName());              if(genericParameterType instanceof ParameterizedType){                  ParameterizedType parameterizedType = ((ParameterizedType) genericParameterType);                  System.out.println("ParameterizedType为 :" + parameterizedType.getTypeName());                  Type types[] = parameterizedType.getActualTypeArguments();                  for (Type type : types){                      System.out.println("参数化类型为 : " + ((Class) type).getName());                  }              }            }</code></pre>    <p>执行的结果如下:</p>    <pre>  <code class="language-java">GenericParameterTypes为 : java.util.List<java.lang.String>  ParameterizedType为 :java.util.List<java.lang.String>  参数化类型为 : java.lang.String</code></pre>    <p>因为方法的参数为泛型类型的可能不止一个,所以通过 getGenericParameterTypes 得到是一个数组,我们需要确定每一个元素,是否是具有参数化类型。后续的步骤与上面类似,就不多说了。</p>    <p>如果连方法参数都不带泛型类,那么只剩下最后一种情况,通过变量类型,即用Field类。例子如下:</p>    <pre>  <code class="language-java">Field field = clz.getField("lists");          Type type = field.getGenericType();          if (type instanceof ParameterizedType){              ParameterizedType parameterizedType = ((ParameterizedType) type);              Type [] types = parameterizedType.getActualTypeArguments();              for (Type type1 : types) {                  System.out.println("参数化类型 : " + ((Class) type1).getTypeName());              }          }</code></pre>    <p>原理和上面的一样,只不过Type对象是通过 field.getGenericType() ,剩下的操作类似就不多说了。</p>    <p>关于通过反射获取泛型的参数化类型的信息的介绍就到此为止。</p>    <h2>数组</h2>    <p>Java反射可以对数组进行操作,包括创建一个数组,访问数组中的值,以及得到一个数组的Class对象。</p>    <p>下面,先说简单的,创建数组以及访问数组中的值:在反射中使用Array这个类,是reflect包下面的。</p>    <pre>  <code class="language-java">//创建一个int类型的数组,长度为3     int[] intArray = (int[])Array.newInstance(int.class,3);     //通过反射的形式,给数组赋值          for (int i = 0 ;i < intArray.length;i++){              Array.set(intArray,i,i + 2);          }  //通过反射的形式,得到数组中的值          for (int i = 0 ; i < intArray.length;i++){              System.out.println(Array.get(intArray,i));          }</code></pre>    <p>上述就是创建数组,访问数组中的值利用反射方式。</p>    <p>对于得到一个数组的Class对象,简单的可以用 int[].class ,或者利用Class.forName的形式得到,写法比较奇怪:</p>    <pre>  <code class="language-java">Class clz = Class.forName("[I");   System.out.println(clz.getTypeName());</code></pre>    <p>结果为:</p>    <pre>  <code class="language-java">int[]</code></pre>    <p>这个forName中的字符串, [ 表示是数组, I 表示是int,float就是 F ,double就是 D 等等,如果要得到一个普通对象的数组,则用下面的形式:</p>    <pre>  <code class="language-java">Class stringClz = Class.forName("[Ljava.lang.String;");</code></pre>    <p>[ 表示是数组, L 的右边是类名,类型的右边是一个 ; ;</p>    <p>这种方式获取数组的Class对象实在是太繁琐了。</p>    <p>在得到数组的Class对象之后,就可以调用他的一些独特的方法,比如调用 getComponentType 来得到数组成员的类型信息,如int数组就是成员类型就是int。</p>    <pre>  <code class="language-java">System.out.println(clz.getComponentType().getTypeName());</code></pre>    <p>结果为 int</p>    <h2>总结</h2>    <p>这次,关于反射的各种应用就到此为止,后续可能会有深入的知识讲解。具体的代码可以去看 反射代码</p>    <p>在src包里面是各种类,在test类里是对这些类的访问。</p>    <p> </p>    <p>来自:http://www.cnblogs.com/qifengshi/p/6267511.html</p>    <p> </p>