JAVA反射机制

it2025-09-28  86

Reflection是Java 程序开发语言的特征之中的一个,它同意执行中的 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。比如,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或许用得不是非常多,可是在其他的程序设计语言中根本就不存在这一特性。比如,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 的实际应用之中的一个,它能让一些工具可视化的操作软件组件。这些工具通过 reflection 动态的加载并取得 Java 组件(类) 的属性。

1. 一个简单的样例

考虑以下这个简单的样例,让我们看看 reflection 是怎样工作的。

import java.lang.reflect.*; public class DumpMethods {    public static void main(String args[]) {       try {            Class c = Class.forName("java.util.Stack");            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 synchronized java.lang.Object java.util.Stack.pop()public java.lang.Object java.util.Stack.push(java.lang.Object)public boolean java.util.Stack.empty()public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.peek()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 加载指定的类,然后调用 getDeclaredMethods 来获取这个类中定义了的方法列表。java.lang.reflect.Methods 是用来描写叙述某个类中单个方法的一个类。

2.開始使用 Reflection

用于 reflection 的类,如 Method,能够在 java.lang.relfect 包中找到。使用这些类的时候必需要遵循三个步骤:第一步是获得你想操作的类的 java.lang.Class 对象。在执行中的 Java 程序中,用 java.lang.Class 类来描写叙述类和接口等。

以下就是获得一个 Class 对象的方法之中的一个:

Class c = Class.forName("java.lang.String");

这条语句得到一个 String 类的类对象。还有还有一种方法,如以下的语句:

Class c = int.class; 或者 Class c = Integer.TYPE;

它们可获得基本类型的类信息。当中后一种方法中訪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全部方法的列表。

一旦取得这个信息,就能够进行第三步了——使用 reflection API 来操作这些信息,如以下这段代码:

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。

在以下的样例中,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 对象的一些主要的问题。比如,Class.isInstance 方法能够用于模拟 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);       }    } }

在这个样例中创建了一个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,这是一个很有价值也很基础的 reflection 使用方法。以下的代码就实现了这一使用方法:

import java.lang.reflect.*;  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];                System.out.println("name = " + m.getName());                System.out.println("decl class = " + m.getDeclaringClass());                Class pvec[] = m.getParameterTypes();                for (int j = 0; j < pvec.length; j++)                    System.out.println("param #" + j + " " + pvec[j]);                Class evec[] = m.getExceptionTypes();                for (int j = 0; j < evec.length; j++)                    System.out.println("exc #" + j + " " + evec[j]);                System.out.println("return type = " + m.getReturnType());                System.out.println("-----");            }        }        catch (Throwable e) {            System.err.println(e);        }    } }  

这个程序首先取得 method1 类的描写叙述,然后调用 getDeclaredMethods 来获取一系列的 Method 对象,它们分别描写叙述了定义在类中的每个方法,包含 public 方法、protected 方法、package 方法和 private 方法等。假设你在程序中使用 getMethods 来取代 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,要显示这些方法的參数类型、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,都能够由描写叙述类的对象按顺序给出。

输出的结果例如以下:

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 

4.获取构造器信息

获取类构造器的使用方法与上述获取方法的使用方法相似,如:

import java.lang.reflect.*;public class Constructor1 {    public Constructor1() {    }     protected Constructor1(int i, double d) {    }     public static void main(String args[]) {       try {            Class cls = Class.forName("Constructor1");            Constructor ctorlist[] = cls.getDeclaredConstructors();            for (int i = 0; i < ctorlist.length; i++) {               Constructor ct = ctorlist[i];               System.out.println("name = " + ct.getName());               System.out.println("decl class = " + ct.getDeclaringClass());               Class pvec[] = ct.getParameterTypes();               for (int j = 0; j < pvec.length; j++)                  System.out.println("param #" + j + " " + pvec[j]);               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);       }    } } 

这个样例中没能获得返回类型的相关信息,那是由于构造器没有返回类型。

这个程序执行的结果是:

name = Constructor1decl class = class Constructor1param #0 intparam #1 double-----name = Constructor1decl class = class Constructor1-----

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,以下的代码就在干这个事情:

import java.lang.reflect.*;  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");            Field fieldlist[] = cls.getDeclaredFields();            for (int i = 0; i < fieldlist.length; i++) {               Field fld = fieldlist[i];               System.out.println("name = " + fld.getName());               System.out.println("decl class = " + fld.getDeclaringClass());               System.out.println("type = " + fld.getType());               int mod = fld.getModifiers();               System.out.println("modifiers = " + Modifier.toString(mod));               System.out.println("-----");            }       }       catch (Throwable e) {            System.err.println(e);       }    } }  

这个样例和前面那个样例很类似。例中使用了一个新东西 Modifier,它也是一个 reflection 类,用来描写叙述字段成员的修饰语,如“private int”。这些修饰语自身由整数描写叙述,并且使用 Modifier.toString 来返回以“官方”顺序排列的字符串描写叙述 (如“static”在“final”之前)。这个程序的输出是:

name = ddecl class = class Field1type = doublemodifiers = private-----name = idecl class = class Field1type = intmodifiers = public static final-----name = sdecl class = class Field1type = class java.lang.Stringmodifiers = -----

和获取方法的情况一下,获取字段的时候也能够仅仅取得在当前类中申明了的字段信息 (getDeclaredFields),或者也能够取得父类中定义的字段 (getFields) 。

6.依据方法的名称来运行方法

文本到这里,所举的样例无一例外都与怎样获取类的信息有关。我们也能够用 reflection 来做一些其他的事情,比方运行一个指定了名称的方法。以下的演示样例演示了这一操作:

import java.lang.reflect.*; 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");            Class partypes[] = new Class[2];            partypes[0] = Integer.TYPE;            partypes[1] = Integer.TYPE;                   Method meth = cls.getMethod("add", partypes);            Method2 methobj = new Method2();            Object arglist[] = new Object[2];            arglist[0] = new Integer(37);            arglist[1] = new Integer(47);            Object retobj = meth.invoke(methobj, arglist);            Integer retval = (Integer) retobj;            System.out.println(retval.intValue());       }       catch (Throwable e) {            System.err.println(e);       }    } }

假如一个程序在运行的某处的时候才知道须要运行某个方法,这种方法的名称是在程序的运行过程中指定的 (比如,JavaBean 开发环境中就会做这种事),那么上面的程序演示了怎样做到。

上例中,getMethod用于查找一个具有两个整型參数且名为 add 的方法。找到该方法并创建了对应的Method 对象之后,在正确的对象实例中运行它。运行该方法的时候,须要提供一个參数列表,这在上例中是分别包装了整数 37 和 47 的两个 Integer 对象。运行方法的返回的相同是一个 Integer 对象,它封装了返回值 84。

7.创建新的对象

对于构造器,则不能像运行方法那样进行,由于运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含分配内存和构造对象)。所以,与上例最类似的样例例如以下:

import java.lang.reflect.*;  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");            Class partypes[] = new Class[2];            partypes[0] = Integer.TYPE;            partypes[1] = Integer.TYPE;            Constructor ct = cls.getConstructor(partypes);            Object arglist[] = new Object[2];            arglist[0] = new Integer(37);            arglist[1] = new Integer(47);            Object retobj = ct.newInstance(arglist);       }       catch (Throwable e) {            System.err.println(e);       }    } } 

依据指定的參数类型找到对应的构造函数并执行它,以创建一个新的对象实例。使用这样的方法能够在程序执行时动态地创建对象,而不是在编译的时候创建对象,这一点很有价值。

8.改变字段(域)的值

reflection 的另一个用处就是改变对象数据字段的值。reflection 能够从正在执行的程序中依据名称找到对象的字段并改变它,以下的样例能够说明这一点:

import java.lang.reflect.*;  public class Field2 {    public double d;     public static void main(String args[]) {       try {            Class cls = Class.forName("Field2");            Field fld = cls.getField("d");            Field2 f2obj = new Field2();            System.out.println("d = " + f2obj.d);            fld.setDouble(f2obj, 12.34);            System.out.println("d = " + f2obj.d);       }       catch (Throwable e) {            System.err.println(e);       }    } } 

这个样例中,字段 d 的值被变为了 12.34。

9.使用数组

本文介绍的 reflection 的最后一种使用方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,一个数组的引用能够赋给 Object 引用。观察以下的样例看看数组是怎么工作的:

import java.lang.reflect.*;  public class Array1 {    public static void main(String args[]) {       try {            Class cls = Class.forName("java.lang.String");            Object arr = Array.newInstance(cls, 10);            Array.set(arr, 5"this is a test");            String s = (String) Array.get(arr, 5);            System.out.println(s);       }       catch (Throwable e) {            System.err.println(e);       }    } } 

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。

以下这段代码提供了一个更复杂的样例:

import java.lang.reflect.*;  public class Array2 {    public static void main(String args[]) {       int dims[] = new int[]{51015};       Object arr = Array.newInstance(Integer.TYPE, dims);       Object arrobj = Array.get(arr, 3);       Class cls = arrobj.getClass().getComponentType();       System.out.println(cls);       arrobj = Array.get(arrobj, 5);       Array.setInt(arrobj, 1037);       int arrcast[][][] = (int[][][]) arr;       System.out.println(arrcast[3][5][10]);    } } 

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,比如,第一个 Array.get 之后,arrobj 是一个 10 x 15 的数组。进而取得当中的一个元素,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。

转载于:https://www.cnblogs.com/bhlsheji/p/4029229.html

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