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java反射机制

Java 反射是Java语言的一个很重要的特征,它使得Java具体了“动态性”。

在Java运行时环境中,对于任意一个类,能否知道这个类有哪些属性和方法?对于任意一个对象,能否调用它的任意一个方法?答案是肯定的。这种动态获取类的信息以及动态调用对象的方法的功能来自于Java 语言的反射(Reflection)机制。

Java 反射机制主要提供了以下功能:

  • 在运行时判断任意一个对象所属的类。
  • 在运行时构造任意一个类的对象。
  • 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。
  • 在运行时调用任意一个对象的方法。

Reflection 是Java被视为动态(或准动态)语言的一个关键性质。这个机制允许程序在运行时透过Reflection APIs取得任何一个已知名称的class的内部信息,包括其modifiers(诸如public, static 等等)、superclass(例如Object)、实现之interfaces(例如Serializable),也包括fields和methods的所有信息,并可于运行时改变fields内容或调用methods。

一般而言,开发者社群说到动态语言,大致认同的一个定义是:“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。

尽管在这样的定义与分类下Java不是动态语言,它却有着一个非常突出的动态相关机制:Reflection。这个字的意思是“反射、映象、倒影”,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。这种“看透class”的能力(the ability of the program to examine itself)被称为introspection(内省、内观、反省)。Reflection和introspection是常被并提的两个术语。

在JDK中,主要由以下类来实现Java反射机制,这些类都位于java.lang.reflect包中:

  • Class类:代表一个类。
  • Field 类:代表类的成员变量(成员变量也称为类的属性)。
  • Method类:代表类的方法。
  • Constructor 类:代表类的构造方法。
  • Array类:提供了动态创建数组,以及访问数组的元素的静态方法。

下面给出几个例子看看Reflection API的实际运用:

1.得到某个对象的属性

public Object getProperty(Object owner, String fieldName) throws Exception {  
     Class ownerClass = owner.getClass();  
     Field field = ownerClass.getField(fieldName);  
     Object property = field.get(owner);  
     return property;  
}

Class ownerClass = owner.getClass():得到该对象的Class。

Field field = ownerClass.getField(fieldName):通过Class得到类声明的属性。

Object property = field.get(owner):通过对象得到该属性的实例,如果这个属性是非公有的,这里会报IllegalAccessException。

2.得到某个类的静态属性

public Object getStaticProperty(String className, String fieldName)  
             throws Exception {  
     Class ownerClass = Class.forName(className);  
     Field field = ownerClass.getField(fieldName);  
     Object property = field.get(ownerClass);  
     return property;  
}

Class ownerClass = Class.forName(className) :首先得到这个类的Class。

Field field = ownerClass.getField(fieldName):和上面一样,通过Class得到类声明的属性。

Object property = field.get(ownerClass) :这里和上面有些不同,因为该属性是静态的,所以直接从类的Class里取。

3.执行某对象的方法

public Object invokeMethod(Object owner, String methodName, Object[] args) throws Exception {  
     Class ownerClass = owner.getClass();  
     Class[] argsClass = new Class[args.length];  
     for (int i = 0, j = args.length; i < j; i++) {  
         argsClass[i] = args[i].getClass();  
     }  
     Method method = ownerClass.getMethod(methodName,argsClass);  
     return method.invoke(owner, args);  
}

Class owner_class = owner.getClass() :首先还是必须得到这个对象的Class。

5~9行:配置参数的Class数组,作为寻找Method的条件。

Method method = ownerClass.getMethod(methodName, argsClass):通过methodName和参数的argsClass(方法中的参数类型集合)数组得到要执行的Method。

method.invoke(owner, args):执行该Method.invoke方法的参数是执行这个方法的对象owner,和参数数组args,可以这么理解:owner对象中带有参数args的method方法。返回值是Object,也既是该方法的返回值。

4.执行某个类的静态方法

public Object invokeStaticMethod(String className, String methodName,  
             Object[] args) throws Exception {  
     Class ownerClass = Class.forName(className);  
     Class[] argsClass = new Class[args.length];  
     for (int i = 0, j = args.length; i < j; i++) {  
         argsClass[i] = args[i].getClass();  
     }  
     Method method = ownerClass.getMethod(methodName,argsClass);  
     return method.invoke(null, args);  
 }

基本的原理和实例3相同,不同点是最后一行,invoke的一个参数是null,因为这是静态方法,不需要借助实例运行。

5.新建实例

public Object newInstance(String className, Object[] args) throws Exception {  
     Class newoneClass = Class.forName(className);  
     Class[] argsClass = new Class[args.length];  
     for (int i = 0, j = args.length; i < j; i++) {  
         argsClass[i] = args[i].getClass();  
     }  
     Constructor cons = newoneClass.getConstructor(argsClass);  
     return cons.newInstance(args);  
} 

这里说的方法是执行带参数的构造函数来新建实例的方法。如果不需要参数,可以直接使用newoneClass.newInstance()来实现。

Class newoneClass = Class.forName(className):第一步,得到要构造的实例的Class。

第5~第9行:得到参数的Class数组。

Constructor cons = newoneClass.getConstructor(argsClass):得到构造子。

cons.newInstance(args):新建实例。

6.判断是否为某个类的实例

public boolean isInstance(Object obj, Class cls) {  
     return cls.isInstance(obj);  
}

7.得到数组中的某个元素

public Object getByArray(Object array, int index) {  
     return Array.get(array,index);  
}

stormzhang

07/29/2013


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