Java反射机制(带应用)

1、Java的反射机制:

       Java反射机制是在运行状态中,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。
      Java反射机制:“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。
       但是Java有着一个非常突出的动态相关机制:Reflection,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。
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以上是百度百科中对Java反射机制的解释。
 
 
2、Java反射机制的功能:
 
(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;生成动态代理。
 
 
 
3、与反射相关的类有:
 
Class:表示类、Field:表示成员变量、 Method:表示方法、Constructor:表示构造器。
 
 
4、获取Class类的三种基本方式:


(1)通过    
类名称.class
,对基本类型也支持;

Class c = int.class;

           Class c = int[ ].class;

           Class c = String.class

(2)通过    对象.getClass( )方法

Class c = obj.getClass(  );

(3) Class.forName( )  通过类名称加载类,这种方法只要有类名称就可以得到Class;

        
Class c = Class.forName(“cn.ywq.Demo”);

示例:通过反射来创建一个对象,利用.newInstance( )方法来实现。

public class Demo1 {
@Test
public void fun1() throws Exception {
String className = "cn.ywq.User";
Class clazz = Class.forName(className);
User user = (User)clazz.newInstance();
System.out.println(user);
}
} class User {
private String username;
private String password; public String getUsername() {
return username;
} public void setUsername(String username) {
this.username = username;
} public String getPassword() {
return password;
} public void setPassword(String password) {
this.password = password;
} @Override
public String toString() {
return "User [username=" + username + ", password=" + password + "]";
}
}
5、Field类的使用

Field表示类的成员变量,可以是实例变量,也可以是静态变量。

(1)获取Field对象,

获取Field对象需要使用Class对象,下面是Class类的API:

Field getField(String name):通过名字获取公有成员变量的反射对象,包含父类中声明的公有成员变量;

Field[ ] getFields():获取所有公有成员变量反射对象,包含父类中声明的公有成员变量;

Field getDeclaredField(String name):通过名字获取本类中某个成员变量,包含本类的private成员变量,但父类中声明的任何成员变量都不包含;

Field[ ] getDeclaredFields():获取本类中声明的所有成员变量,包含private成员变量,但不包含父类中声明的任何成员变量;

(2)Field类的常用方法

String getName():获取成员变量名;

Class getDeclaringClass():获取成员变量的类型;

Class getType():获取当前成员变量的类型;

Object get(Object obj):获取obj对象的成员变量的值;

void set(Object obj, Object value):设置obj对象的成员变量值为value;

示例:通过Field读写成员

User.java

public class User {
public String username;
public String password; public User() {
} public User(String username, String password) {
this.username = username;
this.password = password;
} public String getUsername() {
return username;
} public void setUsername(String username) {
this.username = username;
} public String getPassword() {
return password;
} public void setPassword(String password) {
this.password = password;
} @Override
public String toString() {
return "User [username=" + username + ", password=" + password + "]";
}
}

Demo1.java

public class Demo1 {
@Test
public void fun1() throws Exception {
String className = "cn.itcast.User";
Class clazz = Class.forName(className);
User user = new User("zhangSan", "123"); Field field1 = clazz.getField("username");
Field field2 = clazz.getField("password") ; String username = (String)field1.get(user);
String password = (String)field2.get(user); System.out.println(username + ", " + password); field1.set(user, "liSi");
field2.set(user, "456"); System.out.println(user);
}
}






Constructor表示一个类的构造器。即构造器的反射对象!

(1)获取Constructor对象

获取Construcator对象需要使用Class对象,下面API来自Class类:

Constructor getConstructor(Class… parameterTypes):通过指定的参数类型获取公有构造器反射对象;

Constructor[ ] getConstructors(  ):获取所有公有构造器对象;

Constructor getDeclaredConstructor(Class… parameterTypes):通过指定参数类型获取构造器反射对象。可以是私有构造器对象;

Constructor[ ] getDeclaredConstructors():获取所有构造器对象。包含私有构造器;

(2)Construcator类常用方法

String getName():获取构造器名;

Class getDeclaringClass():获取构造器所属的类型;

Class[ ] getParameterTypes():获取构造器的所有参数的类型;

Class[ ] getExceptionTypes():获取构造器上声明的所有异常类型;

newInstance(Object… initargs):通过构造器反射对象调用构造器。

示例:通过Construcator创建对象 

User.java

public class User {
private String username;
private String password; public User() {
} public User(String username, String password) {
this.username = username;
this.password = password;
} public String getUsername() {
return username;
} public void setUsername(String username) {
this.username = username;
} public String getPassword() {
return password;
} public void setPassword(String password) {
this.password = password;
} @Override
public String toString() {
return "User [username=" + username + ", password=" + password + "]";
}
}
 

Demo1.java

public class Demo1 {
@Test
public void fun1() throws Exception {
String className = "cn.itcast.User";
Class clazz = Class.forName(className);
Constructor c = clazz.getConstructor(String.class, String.class);
User user = (User)c.newInstance("zhangSan", "123");
System.out.println(user);
}
}
7、Method类的使用 

(1)获取Method

获取Method需要通过Class对象,下面是Class类的API:

Method getMethod(String name, Class… parameterTypes):通过方法名和方法参数类型获取方法反射对象,包含父类中声明的公有方法,但不包含所有私有方法;

Method[ ]   getMethods():获取所有公有方法,包含父类中的公有方法,但不包含任何私有方法;

Method getDeclaredMethod(String name, Class… parameterTypes):通过方法名和方法参数类型获取本类中声明的方法的反射对象,包含本类中的私有方法,但不包含父类中的任何方法;

Method[  ] getDeclaredMethods( ):获取本类中所有方法,包含本类中的私有方法,但不包含父类中的任何方法。

(2)Method常用方法

String getName( ):获取方法名;

Class getDeclaringClass( ):获取方法所属的类型;

Class[ ] getParameterTypes( ):获取方法的所有参数的类型;

Class[ ] getExceptionTypes( ):获取方法上声明的所有异常类型;

Class getReturnType( ):获取方法的返回值类型;

Object invode(Object obj, Object… args):通过方法反射对象调用方法,如果当前方法是实例方法,那么当前对象就是obj,如果当前方法是static方法,那么可以给obj传递null。args表示是方法的参数;

示例:通过Method调用方法

public class Demo1 {
@Test
public void fun1() throws Exception {
String className = "cn.ywq.User";
Class clazz = Class.forName(className);
Constructor c = clazz.getConstructor(String.class, String.class);
User user = (User)c.newInstance("zhangSan", "123"); Method method = clazz.getMethod("toString");
String result = (String)method.invoke(user);
System.out.println(result);
}
}

8、AccessibleObject的使用



AccessibleObject类是Constructor、Method、Field三个类的父类。AccessibleObject最为重要的方法如下:

boolean isAccessible( ):判断当前成员是否可访问;

voidsetAccessible(boolean
flag):设置当前成员是否可访问。

当Constructor、Method、Field为私有时,如果我们想反射操作,那么就必须先调用反射对象的setAccessible(true)方法,然后才能操作。

User.java

public class User {
private String username;
private String password; public User() {
} public User(String username, String password) {
this.username = username;
this.password = password;
} public String getUsername() {
return username;
} public void setUsername(String username) {
this.username = username;
} public String getPassword() {
return password;
} public void setPassword(String password) {
this.password = password;
} @Override
public String toString() {
return "User [username=" + username + ", password=" + password + "]";
}
}

注意,User类的username和password成员变量为private的,这时再通过Field来反射操作这两个成员变量就必须先通过setAccessible(true)设置后才行。

public class Demo1 {
@Test
public void fun1() throws Exception {
String className = "cn.ywq.User";
Class clazz = Class.forName(className);
User user = new User("zhangSan", "123"); Field field1 = clazz.getDeclaredField("username");
Field field2 = clazz.getDeclaredField("password"); field1.setAccessible(true);
field2.setAccessible(true); String username = (String)field1.get(user);
String password = (String)field2.get(user); System.out.println(username + ", " + password); field1.set(user, "liSi");
field2.set(user, "456"); System.out.println(user);
}
}

9、Java反射机制在工厂方法模式中的使用:



工厂方法模式模式主要的作用就是创建一个对象,它是new一个对象的替代品。在所有需要生成对象的地方都可以使用。

工厂方法模式利用Java的反射机制来得到Class类,利用newInstance(  )方法来创建一个对象。

通用类图如下所示:

Java反射机制(带应用)

通用源代码:

//抽象产品类
public abstract class Product {
//产品类的公共方法
public void method1(){
//业务逻辑处理
}
//抽象方法
public abstract void method2();
} //多个具体产品类
public class ConcreteProduct1 extends Product {
public void method2() {
//业务逻辑处理
}
}
public class ConcreteProduct2 extends Product {
public void method2() {
//业务逻辑处理
}
} //抽象工厂类
public abstract class Creator {
/*
* 创建一个产品对象,其输入参数类型可以自行设置
* 通常为String、Enum、Class等,当然也可以为空
*/
public abstract <T extends Product> T create Product(Class<T> c);
} //具体工厂类
public class ConcreteCreator extends Creator {
public <T extends Product> T create Product(Class<T> c){
Product product=null;
try {
product = (Product)Class.forName(c.get Name()).new Instance();
} catch (Exception e) {
//异常处理
}
return (T)product;
}
}

测试代码如下:

public class Client {
public static void main(String[] args) {
Creator creator = new ConcreteCreator();
Product product = creator.createProduct(ConcreteProduct1.class);
/*
* 继续业务处理
*/
}
}

可以看到,工厂方法模式中,在具体的工厂中使用了反射机制来创建了一个product的对象。

 
 
 
 
 
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