在项目进行单元测试的时候，用到了反射，结合这篇文章《JAVA反射机制 》进行了学习。http://blog.csdn.net/justinavril/article/details/2873664，有个别地方进行了补充。
Reflection是Java 程序开发语言的特征之一，它允许运行中的 Java 程序对自身进行检查，或者说"自审"，并能直接操作程序的内部属性。例如，使用它能获得 Java 类中各成员的名称并显示出来。 Java 的这一能力在实际应用中也许用得不是很多，但是在其它的程序设计语言中根本就不存在这一特性。例如，Pascal、C 或者 C++ 中就没有办法在程序中获得函数定义相关的信息。
JavaBean 是 reflection 的实际应用之一，它能让一些工具可视化的操作软件组件。这些工具通过 reflection 动态的载入并取得 Java 组件(类) 的属性。
1. 一个简单的例子
考虑下面这个简单的例子，让我们看看 reflection 是如何工作的。
import java.lang.reflect.*;
public class DumpMethods {
public static void main(String args[]) {
try {
//获得一个 Class 对象
Class c = Class.forName("java.util.Stack");
//取得该类中定义的所有方法(包含private方法)
Method m[] = c.getDeclaredMethods();
for (int i = 0; i < m.length; i++)
System.out.println(m[i].toString());
} catch (Throwable e) {
System.err.println(e);
}
}
}它的结果输出为：public java.lang.Object java.util.Stack.push(java.lang.Object) public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.pop() public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.peek() public boolean java.util.Stack.empty() public synchronized int java.util.Stack.search(java.lang.Object)这样就列出了java.util.Stack 类的各方法名以及它们的限制符和返回类型。
这个程序使用 Class.forName 载入指定的类，然后调用 getDeclaredMethods 来获取这个类中定义了的方法列表。java.lang.reflect.Methods 是用来描述某个类中单个方法的一个类。
2.开始使用 Reflection
用于 reflection 的类，如 Method，可以在 java.lang.relfect 包中找到。使用这些类的时候必须要遵循三个步骤：
第一步是获得你想操作的类的 java.lang.Class 对象。在运行中的 Java 程序中，用 java.lang.Class 类来描述类和接口等。
下面就是获得一个 Class 对象的方法之一：
Class c = Class.forName("java.lang.String");
这条语句得到一个 String 类的类对象。还有另一种方法，如下面的语句：
Class c = int.class; 或者 Class c = Integer.TYPE;
它们可获得基本类型的类信息。其中后一种方法中访问的是基本类型的封装类 (如 Integer) 中预先定义好的 TYPE 字段。
第二步是调用诸如getDeclaredMethods的方法，以取得该类中定义的所有方法(包含private方法)的列表。调用getDeclaredFields方法，获得该类中定义的所有字段(包含private字段)。
第三步是一旦取得上面这个信息，就可以使用 reflection API 来操作这些信息，如下面这段代码：
Class c = Class.forName("java.lang.String");
Method m[] = c.getDeclaredMethods();
System.out.println(m[0].toString()); 它将以文本方式打印出 String 中定义的第一个方法的原型。在下面的例子中，这三个步骤将为使用 reflection 处理特殊应用程序提供例证。
模拟 instanceof 操作符
得到类信息之后，通常下一个步骤就是解决关于 Class 对象的一些基本的问题。例如，Class.isInstance 方法可以用于模拟 instanceof 操作符：
class S {
}
public class IsInstance {
public static void main(String args[]) {
try {
Class cls = Class.forName("S");
boolean b1 = cls.isInstance(new Integer(37));
System.out.println(b1);
boolean b2 = cls.isInstance(new S());
System.out.println(b2);
} catch (Throwable e) {
System.err.println(e);
}
Class c = Double.TYPE;
}
}它的结果输出为：false true在这个例子中创建了一个S 类的 Class 对象，然后检查一些对象是否是S的实例。Integer(37) 不是，但 new S()是。
3.找出类的方法
找出一个类中定义了些什么方法，这是一个非常有价值也非常基础的 reflection 用法。下面的代码就实现了这一用法：
import java.lang.reflect.Method;
public class Method1 {
private int f1(Object p, int x) throws NullPointerException {
if (p == null)
throw new NullPointerException();
return x;
}
public static void main(String args[]) {
try {
Class cls = Class.forName("Method1");
Method methlist[] = cls.getDeclaredMethods();
for (int i = 0; i < methlist.length; i++) {
Method m = methlist[i];
//获得方法名，和声明方法所在的类
System.out.println("name = " + m.getName());
System.out.println("decl class = " + m.getDeclaringClass());
//获得方法所有参数类型
Class pvec[] = m.getParameterTypes();
for (int j = 0; j < pvec.length; j++)
System.out.println("param #" + j + " " + pvec[j]);
//获得方法所有异常
Class evec[] = m.getExceptionTypes();
for (int j = 0; j < evec.length; j++)
System.out.println("exc #" + j + " " + evec[j]);
//获得方法返回值类型
System.out.println("return type = " + m.getReturnType());
System.out.println("-----");
}
} catch (Throwable e) {
System.err.println(e);
}
}
}输出的结果如下： name = f1 decl class = class Method1 param #0 class java.lang.Object param #1 int exc #0 class java.lang.NullPointerException return type = int ----- name = main decl class = class Method1 param #0 class [Ljava.lang.String; return type = void -----这个程序首先取得 method1 类的描述，然后调用 getDeclaredMethods 来获取一系列的 Method 对象，它们分别描述了定义在类中的每一个方法，包括 public 方法、protected 方法、package 方法和 private 方法等。如果你在程序中使用 getMethods 来代替 getDeclaredMethods，你还能获得继承来的各个方法的信息。
取得了 Method 对象列表之后，要显示这些方法的参数类型、异常类型和返回值类型等就不难了。这些类型是基本类型还是类类型，都可以由描述类的对象按顺序给出。
4.获取构造器信息
获取类构造器的用法与上述获取方法的用法类似，如：
import java.lang.reflect.Constructor;
public class Constructor1 {
public Constructor1() {
}
protected Constructor1(int i, double d) throws Exception {
}
public static void main(String args[]) {
try {
Class cls = Class.forName("Constructor1");
//获得所有的构造方法
Constructor ctorlist[] = cls.getDeclaredConstructors();
for (int i = 0; i < ctorlist.length; i++) {
Constructor ct = ctorlist[i];
//输出构造方法名
System.out.println("name = " + ct.getName());
System.out.println("decl class = " + ct.getDeclaringClass());
//获得所有参数类型
Class pvec[] = ct.getParameterTypes();
for (int j = 0; j < pvec.length; j++)
System.out.println("param #" + j + " " + pvec[j]);
//获得所有异常
Class evec[] = ct.getExceptionTypes();
for (int j = 0; j < evec.length; j++)
System.out.println("exc #" + j + " " + evec[j]);
System.out.println("-----");
}
}
catch (Throwable e) {
System.err.println(e);
}
}
} 这个例子中没能获得返回类型的相关信息，那是因为构造器没有返回类型。这个程序运行的结果是：
name = Constructor1 decl class = class Constructor1 ----- name = Constructor1 decl class = class Constructor1 param #0 int param #1 double exc #0 class java.lang.Exception -----5.获取类的字段(域)
找出一个类中定义了哪些数据字段也是可能的，下面的代码就在干这个事情：
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;
public class Field1 {
private double d;
public static final int i = 37;
String s = "testing";
public static void main(String args[]) {
try {
Class cls = Class.forName("Field1");
//获得该类中定义的所有字段(包含private字段)
Field fieldlist[] = cls.getDeclaredFields();
for (int i = 0; i < fieldlist.length; i++) {
Field fld = fieldlist[i];
//输出字段名，所在类，数据类型
System.out.println("name = " + fld.getName());
System.out.println("decl class = " + fld.getDeclaringClass());
System.out.println("type = " + fld.getType());
//输出字段修饰符
int mod = fld.getModifiers();
System.out.println("modifiers = " + Modifier.toString(mod));
System.out.println("-----");
}
}
catch (Throwable e) {
System.err.println(e);
}
}
} 这个程序的输出是： name = d decl class = class Field1 type = double modifiers = private ----- name = i decl class = class Field1 type = int modifiers = public static final ----- name = s decl class = class Field1 type = class java.lang.String modifiers = -----这个例子和前面那个例子非常相似。例中使用了一个新东西 Modifier，它也是一个 reflection 类，用来描述字段成员的修饰语，如“private int”。这些修饰语自身由整数描述，而且使用 Modifier.toString 来返回以“官方”顺序排列的字符串描述 (如“static”在“final”之前)。
和获取方法的情况一下，获取字段的时候也可以只取得在当前类中申明了的字段信息 (getDeclaredFields)，或者也可以取得父类中定义的字段 (getFields) 。
6.根据方法的名称来执行方法
文本到这里，所举的例子无一例外都与如何获取类的信息有关。我们也可以用 reflection 来做一些其它的事情，比如执行一个指定了名称的方法。下面的示例演示了这一操作：
import java.lang.reflect.Method;
public class Method2 {
public int add(int a, int b) {
return a + b;
}
public static void main(String args[]) {
try {
Class cls = Class.forName("Method2");
//声明一个存放参数类型的Class数组
Class partypes[] = new Class[2];
partypes[0] = Integer.TYPE;
partypes[1] = Integer.TYPE;
// 利用Class对象的getMethod方法，根据方法名、参数类型数组获得Method对象
Method meth = cls.getMethod("add", partypes);
Method2 methobj = new Method2();
//声明存放实际参数的Object数组
Object arglist[] = new Object[2];
arglist[0] = new Integer(37);
arglist[1] = new Integer(47);
//利用Method对象的invoke方法，执行add方法，
//参数1：方法所在类的实际对象，参数2：方法的实际参数数组，返回值为要执行的add方法的返回值
Object retobj = meth.invoke(methobj, arglist);
Integer retval = (Integer) retobj;
System.out.println(retval.intValue());
}
catch (Throwable e) {
System.err.println(e);
}
}
}这个程序运行的结果是： 84假如一个程序在执行的某处的时候才知道需要执行某个方法，这个方法的名称是在程序的运行过程中指定的 (例如，JavaBean 开发环境中就会做这样的事)，那么上面的程序演示了如何做到。
上例中，getMethod用于查找一个具有两个整型参数且名为 add 的方法。找到该方法并创建了相应的Method 对象之后，在正确的对象实例中执行它。执行该方法的时候，需要提供一个参数列表，这在上例中是分别包装了整数 37 和 47 的两个 Integer 对象。执行方法的返回的同样是一个 Integer 对象，它封装了返回值 84。
7.创建新的对象
对于构造器，则不能像执行方法那样进行，因为执行一个构造器就意味着创建了一个新的对象 (准确的说，创建一个对象的过程包括分配内存和构造对象)。所以，与上例最相似的例子如下：
import java.lang.reflect.Constructor;
public class Constructor2 {
public Constructor2() {
}
public Constructor2(int a, int b) {
System.out.println("a = " + a + " b = " + b);
}
public static void main(String args[]) {
try {
Class cls = Class.forName("Constructor2");
//声明一个存放参数类型的Class数组
Class partypes[] = new Class[2];
partypes[0] = Integer.TYPE;
partypes[1] = Integer.TYPE;
//根据指定的参数类型获得相应的构造函数的Constructor对象
Constructor ct = cls.getConstructor(partypes);
//声明存放实际参数的Object数组，指定构造函数的实际参数
Object arglist[] = new Object[2];
arglist[0] = new Integer(37);
arglist[1] = new Integer(47);
//产生并执行构造函数
Object retobj = ct.newInstance(arglist);
}
catch (Throwable e) {
System.err.println(e);
}
}
} 这个程序运行的结果是：a = 37 b = 47根据指定的参数类型找到相应的构造函数并执行它，以创建一个新的对象实例。使用这种方法可以在程序运行时动态地创建对象，而不是在编译的时候创建对象，这一点非常有价值。
8.改变字段(域)的值
reflection 的还有一个用处就是改变对象数据字段的值。reflection 可以从正在运行的程序中根据名称找到对象的字段并改变它，下面的例子可以说明这一点：
import java.lang.reflect.Field;
public class Field2 {
public double d=1.11;
public String name="ZhangSan";
public static void main(String args[]) {
try {
Class cls = Class.forName("Field2");
Field2 fobj = new Field2();
System.out.println("d = " + fobj.d);
System.out.println("d = " + fobj.name);
//根据字段名获得字段对象
Field fld = cls.getField("d");
//更改字段的值。参数1：该字段所在类的对象，参数2：该字段的新值
fld.setDouble(fobj, 12.34);
//根据字段名获得字段对象
Field flname = cls.getField("name");
//更改字段的值。参数1：该字段所在类的对象，参数2：该字段的新值
flname.set(fobj, "LiSi");
System.out.println("d = " + fobj.d);
System.out.println("d = " + fobj.name);
}
catch (Throwable e) {
System.err.println(e);
}
}
} 这个程序运行的结果是：d = 1.11 d = ZhangSan d = 12.34 d = LiSi9.使用数组
本文介绍的 reflection 的最后一种用法是创建的操作数组。数组在 Java 语言中是一种特殊的类类型，一个数组的引用可以赋给 Object 引用。观察下面的例子看看数组是怎么工作的：
import java.lang.reflect.Array;
public class Array1 {
public static void main(String args[]) {
try {
Class cls = Class.forName("java.lang.String");
System.out.println(cls.getName());
//创建一个长度为10的数组
Object arr = Array.newInstance(cls, 10);
//给数组第6个元素赋值
Array.set(arr, 5, "this is a test");
//获得数组中第6个元素中存放的值
String s = (String) Array.get(arr, 5);
System.out.println(s);
} catch (Throwable e) {
System.err.println(e);
}
}
}这个程序运行的结果是：java.lang.String this is a test例中创建了 10 个单位长度的 String 数组，为第 5 个位置的字符串赋了值，最后将这个字符串从数组中取得并打印了出来。
下面这段代码提供了一个更复杂的例子：
import java.lang.reflect.Array;
public class Array2 {
public static void main(String args[]) {
//创建了一个 5 x 10 x 15 的整型数组
int dims[] = new int[] { 5, 10, 15 };
Object arr = Array.newInstance(Integer.TYPE, dims);
System.out.println(arr.getClass().getComponentType());
//获得 3 x 10 x 15处的整型数组
Object arrobj = Array.get(arr, 3);
System.out.println(arrobj.getClass().getComponentType());
//获得 3 x 5 x 15处的整型数组
arrobj = Array.get(arrobj, 5);
//在 3 x 5 x 15处的整型数组里，下标为10的元素里的值设为37
Array.setInt(arrobj, 10, 37);
System.out.println(arrobj.getClass().getComponentType());
int arrcast[][][] = (int[][][]) arr;
System.out.println(arrcast[3][5][10]);
}
}这个程序运行的结果是：class [[I class [I int 37例中创建了一个 5 x 10 x 15 的整型数组，并为处于 [3][5][10] 的元素赋了值为 37。注意，多维数组实际上就是数组的数组，例如，第一个 Array.get 之后，arrobj 是一个 10 x 15 的数组。进而取得其中的一个元素，即长度为 15 的数组，并使用 Array.setInt 为它的第 10 个元素赋值。
注意创建数组时的类型是动态的，在编译时并不知道其类型。
10.补充，利用反射，调用类的私有字段，并赋新值
在某些时候，特别在进行单元测试某个方法时，而此方法内调用一个私有成员变量，当此私有成员变量没被赋值，是null的时候，此有成员变量对象的成员也不能调用，甚至MOCK也不能。
假设有如下存在私有方法的类：
public class Student {
private String stuName=null;
public void sayName(){
System.out.println("My name is "+stuName.toUpperCase());
}
private String sayNameAge(String name, int age){
return ("My name is "+name+", My age "+age);
}
}下面是调用方式：import java.lang.reflect.Field;
//利用反射，调用类的私有字段，并设置新值
public class Field3 {
public static void main(String args[]) {
try {
Class cls = Class.forName("Student");
Student stuObj=new Student();
//根据字段名获得字段对象，也可以用getField
Field fld = cls.getDeclaredField("stuName");
//设置该字段的可访问性
fld.setAccessible(true);
//更改私有字段的值。参数1：该字段所在类的对象，参数2：该字段的新值
fld.set(stuObj, "Zhang San");
stuObj.sayName();
}
catch (Throwable e) {
System.err.println(e);
}
}
} 这个程序运行的结果是：My name is ZHANG SAN通过setAccessible方法，把私有字段stuName的访问属性，该为public。如果私有变量stuName没有被初始化，则在调用stuName.toUpperCase()方法时就出错。所以在此种情况下，可以通过反射的形式，让私有变量也可以访问和初始化。
11.补充，利用反射，调用类的私有方法
继续利用上面的Student类，调用里面的私有方法sayNameAge（），代码如下：
import java.lang.reflect.Field;
//利用反射，调用类的私有方法
public class Method3 {
public static void main(String args[]) {
try {
Class cls = Class.forName("Student");
//声明一个存放参数类型的Class数组
Class partypes[] = new Class[2];
partypes[0] = String.class;
partypes[1] = Integer.TYPE;
// 利用Class对象的getMethod方法，根据方法名、参数类型数组获得Method对象
Method meth = cls.getDeclaredMethod("sayNameAge",partypes);
Student stuObj=new Student();
//设置该方法的可访问性
meth.setAccessible(true);
//声明存放实际参数的Object数组
Object arglist[] = new Object[2];
arglist[0] = new String("ZhangSan");
arglist[1] = new Integer(150);
//利用Method对象的invoke方法，执行say方法，
//参数1：方法所在类的实际对象，参数2：方法的实际参数数组，返回值为要执行的add方法结果
Object retobj = meth.invoke(stuObj, arglist);
System.out.println(retobj);
}
catch (Throwable e) {
System.err.println(e);
}
}
} 这个程序运行的结果是：My name is ZhangSan, My age 150首先声明一个参数类型的Class对象数组，然后利用此数组和方法名，调用Class对象的getDeclaredMethod方法生成Method对象，并设置可访问性，然后定义方法实参Object对象数组，利用此实参数组，和方法所在类的实际对象，通过调用Method对象的invoke方法来执行私有方法，执行结果就是私有方法的返回值。