JAVA基础知识之JVM-——使用反射生成并操作对象

Class对象可以获取类里的方法,由Method对象表示,调用Method的invoke可以执行对应的方法;可以获取构造器,由Constructor对象表示,调用Constructor对象的newInstance方法可以执行类对应的构造方法;可以获取成员变量,由Field对象表示,通过Field对象可以直接修改类的成员变量的访问权限和值。

创建对象

通过反射有两种方式创建对象

使用Class对象的newInstance(),这是最常用的方式,根据配置文件信息创建对象。

使用Class对象获取指定的Constructor对象,再由Constructor对象的newInstance创建类的对象。

调用方法

首先要获取类在JVM中对应的Class对象,通过类的Class对象的getMethod方法来获取类的方法,返回Method类型的对象,最后通过Method对象的invoke来执行类的方法。

下面的例子将演示从配置文件中读取数据来动态地创建对象,还通过配置文件信息来执行对象的setter来初始化对象。

 package jvmTest;

 import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Properties; public class ExtendedObjectPoolFactory {
private Map<String, Object> objectPool = new HashMap<>();
private Properties config = new Properties();
public void init(String fileName) {
try {
FileInputStream fis = new FileInputStream(fileName);
config.load(fis);
} catch (IOException ex) {
System.out.println("读取 " + fileName + " 异常");
ex.printStackTrace();
}
}
private Object createObject(String clazzName) throws Exception {
Class<?> clazz = Class.forName(clazzName);
//使用clazz默认构造器创建对象
return clazz.newInstance();
}
//根据配置文件创建对象
public void initPool() throws Exception {
for (String name : config.stringPropertyNames()) {
if (!name.contains("%")) {
objectPool.put(name, createObject(config.getProperty(name)));
}
}
} //根据配置文件来执行对象对应的set方法
public void initProperty() throws Exception {
for (String name : config.stringPropertyNames()) {
if (name.contains("%")) {
String[] objAndPro = name.split("%");
//获取对象
Object target = getObject(objAndPro[0]);
//构造setter方法名
String mtdName = "set"+ objAndPro[1].substring(0,1).toUpperCase() + objAndPro[1].substring(1);
Class<?> targetClass = target.getClass();
Method mtd = targetClass.getMethod(mtdName, String.class);
mtd.invoke(target, config.getProperty(name));
}
}
} public Object getObject(String name) {
return objectPool.get(name);
} public static void main(String[] args) throws Exception {
ExtendedObjectPoolFactory epf = new ExtendedObjectPoolFactory();
epf.init("extObj.txt");
epf.initPool();
epf.initProperty();
System.out.println(epf.getObject("a"));
}
}

上面程序第23行获取Class对象后在第25行使用默认的构造器动态创建出了对象,

如果要使用指定构造器,需要先获取Constructor对象,再使用Cronstructor对象的newInstance创建对象,像下面这样,

 Constructor ctor = clazz.getConstructor(String.class);
return ctor.newInstance("here is parameter for specific constructor");

第45行获取Class对象后,在46行通过Class对象获取指定要执行的方法(带一个参数),用Method对象表示,最后在47行调用Method对象的invoke可以执行类的指定方法

上面的例子使用下面的测试文件进行测试,

extObj.txt

 a=javax.swing.JFrame
b=javax.swing.JLabel
a%title=Test title

输入结果,

javax.swing.JFrame[frame0,0,0,0x0,invalid,hidden,layout=java.awt.BorderLayout,title=Test title,resizable,normal,defaultCloseOperation=HIDE_ON_CLOSE,rootPane=javax.swing.JRootPane[,0,0,0x0,invalid,layout=javax.swing.JRootPane$RootLayout,alignmentX=0.0,alignmentY=0.0,border=,flags=16777673,maximumSize=,minimumSize=,preferredSize=],rootPaneCheckingEnabled=true]

访问成员变量

通过Class对象的getField方法可以访问指定的成员变量,调用继承自AccessableObject的setAccessable方法可以获得private成员变量的访问权限。

以下方法可以访问成员变量,

get(Object obj), 获取成员变量值。  如果是基本类型,直接使用类似 getInt(Object obj),  getChar(Object obj)的方式

set(Object obj), 设置成员变量值。 如果是基本类型,直接使用类似 setInt(Object, int val), setChar(Object obj, char c)的方式

下面演示访问成员变量,

 package jvmTest;

 import java.lang.reflect.Field;

 class Person {
private String name;
private int age;
public String toString() {
return "Person[name: "+name+", age: "+age+"]";
}
}
public class FieldTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Person p = new Person();
Class<Person> clazz = Person.class;
//getDeclaredFiled可以获取所有访问权限的成员变量
Field nameField = clazz.getDeclaredField("name");
//true表示取消权限限制
nameField.setAccessible(true);
nameField.set(p, "Tom");
Field ageField = clazz.getDeclaredField("age");
ageField.setAccessible(true);
ageField.setInt(p, 18);
System.out.println(p);
}
}

上面程序第20行使用的是set(), 而23行使用的是setInt(), 输出结果,

Person[name: Tom, age: 18]

操作数组

java.lang.reflect还包含一个Array类,可以动态地创建数组,设置元素的值,比较强大,主要方法有,

newInstance(..),创建数组,可以指定数组元素类型, 数组维度, 数组长度

get(...), 获取索引为index的元素,对于基本数据类型的数组,方法为getInt(...),  getChar(...) ...

set(...), 设置索引为index的元素,对于基本数据类型的数组,方法为setInt(...),  setChar(...) ...

下面演示用法,

 package jvmTest;

 import java.lang.reflect.Array;

 public class ArrayTest2 {
public static void main(String[] args) {
// 创建三维数组
Object arr = Array.newInstance(String.class, 3, 4, 10);
// 获取index为2的元素,该元素是一个二维数组
Object arrObj = Array.get(arr, 2);
// 给二维数组index为2的元素赋值
// 二维数组的元素是一维数组,所以赋值也要用数组来赋值
Array.set(arrObj, 2, new String[] { "天王盖地虎", "宝塔镇河妖" });
//获取二维数组指定index的元素(结果是一维数组)
Object anArr = Array.get(arrObj, 3);
Array.set(anArr, 8, "野鸡闷头钻,哪能上天王山");
//将arr强制转换为三维数组
String[][][] cast = (String[][][])arr; System.out.println(cast[2][2][0]);
System.out.println(cast[2][2][1]);
System.out.println(cast[2][3][8]);
}
}

输出如下,

 天王盖地虎
宝塔镇河妖
野鸡闷头钻,哪能上天王山
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