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Java反射机制详解

2022年08月05日 15:36:50Java技术4

 

java 反射 定义 功能 示例
概要:

Java反射机制详解

| |目录

  • 1反射机制是什么
  • 2反射机制能做什么
  • 3反射机制的相关API
  • ·通过一个对象获得完整的包名和类名
  • ·实例化Class类对象
  • ·获取一个对象的父类与实现的接口
  • ·获取某个类中的全部构造函数 - 详见下例
  • ·通过反射机制实例化一个类的对象
  • ·获取某个类的全部属性
  • ·获取某个类的全部方法
  • ·通过反射机制调用某个类的方法
  • ·通过反射机制操作某个类的属性
  • ·反射机制的动态代理
  • 4反射机制的应用实例
  • ·在泛型为Integer的ArrayList中存放一个String类型的对象。
  • ·通过反射取得并修改数组的信息
  • ·通过反射机制修改数组的大小
  • ·将反射机制应用于工厂模式

1反射机制是什么

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。

2反射机制能做什么

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;

  • 生成动态代理。

3反射机制的相关API

通过一个对象获得完整的包名和类名

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package  net.xsoftlab.baike;
public  class  TestReflect {
     public  static  void  main(String[] args)  throws  Exception {
         TestReflect testReflect =  new  TestReflect();
         System.out.println(testReflect.getClass().getName());
         // 结果 net.xsoftlab.baike.TestReflect
     }
}

实例化Class类对象

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package  net.xsoftlab.baike;
public  class  TestReflect {
     public  static  void  main(String[] args)  throws  Exception {
         Class<?> class1 =  null ;
         Class<?> class2 =  null ;
         Class<?> class3 =  null ;
         // 一般采用这种形式
         class1 = Class.forName( "net.xsoftlab.baike.TestReflect" );
         class2 =  new  TestReflect().getClass();
         class3 = TestReflect. class ;
         System.out.println( "类名称   "  + class1.getName());
         System.out.println( "类名称   "  + class2.getName());
         System.out.println( "类名称   "  + class3.getName());
     }
}

获取一个对象的父类与实现的接口

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package  net.xsoftlab.baike;
import  java.io.Serializable;
public  class  TestReflect  implements  Serializable {
     private  static  final  long  serialVersionUID = -2862585049955236662L;
     public  static  void  main(String[] args)  throws  Exception {
         Class<?> clazz = Class.forName( "net.xsoftlab.baike.TestReflect" );
         // 取得父类
         Class<?> parentClass = clazz.getSuperclass();
         System.out.println( "clazz的父类为:"  + parentClass.getName());
         // clazz的父类为: java.lang.Object
         // 获取所有的接口
         Class<?> intes[] = clazz.getInterfaces();
         System.out.println( "clazz实现的接口有:" );
         for  ( int  i =  0 ; i < intes.length; i++) {
             System.out.println((i +  1 ) +  ":"  + intes[i].getName());
         }
         // clazz实现的接口有:
         // 1:java.io.Serializable
     }
}

获取某个类中的全部构造函数 - 详见下例

通过反射机制实例化一个类的对象

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package  net.xsoftlab.baike;
import  java.lang.reflect.Constructor;
public  class  TestReflect {
     public  static  void  main(String[] args)  throws  Exception {
         Class<?> class1 =  null ;
         class1 = Class.forName( "net.xsoftlab.baike.User" );
         // 第一种方法,实例化默认构造方法,调用set赋值
         User user = (User) class1.newInstance();
         user.setAge( 20 );
         user.setName( "Rollen" );
         System.out.println(user);
         // 结果 User [age=20, name=Rollen]
         // 第二种方法 取得全部的构造函数 使用构造函数赋值
         Constructor<?> cons[] = class1.getConstructors();
         // 查看每个构造方法需要的参数
         for  ( int  i =  0 ; i < cons.length; i++) {
             Class<?> clazzs[] = cons[i].getParameterTypes();
             System.out.print( "cons["  + i +  "] (" );
             for  ( int  j =  0 ; j < clazzs.length; j++) {
                 if  (j == clazzs.length -  1 )
                     System.out.print(clazzs[j].getName());
                 else
                     System.out.print(clazzs[j].getName() +  "," );
             }
             System.out.println( ")" );
         }
         // 结果
         // cons[0] (java.lang.String)
         // cons[1] (int,java.lang.String)
         // cons[2] ()
         user = (User) cons[ 0 ].newInstance( "Rollen" );
         System.out.println(user);
         // 结果 User [age=0, name=Rollen]
         user = (User) cons[ 1 ].newInstance( 20 "Rollen" );
         System.out.println(user);
         // 结果 User [age=20, name=Rollen]
     }
}
class  User {
     private  int  age;
     private  String name;
     public  User() {
         super ();
     }
     public  User(String name) {
         super ();
         this .name = name;
     }
     public  User( int  age, String name) {
         super ();
         this .age = age;
         this .name = name;
     }
     public  int  getAge() {
         return  age;
     }
     public  void  setAge( int  age) {
         this .age = age;
     }
     public  String getName() {
         return  name;
     }
     public  void  setName(String name) {
         this .name = name;
     }
     @Override
     public  String toString() {
         return  "User [age="  + age +  ", name="  + name +  "]" ;
     }
}

获取某个类的全部属性

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package  net.xsoftlab.baike;
import  java.io.Serializable;
import  java.lang.reflect.Field;
import  java.lang.reflect.Modifier;
public  class  TestReflect  implements  Serializable {
     private  static  final  long  serialVersionUID = -2862585049955236662L;
     public  static  void  main(String[] args)  throws  Exception {
         Class<?> clazz = Class.forName( "net.xsoftlab.baike.TestReflect" );
         System.out.println( "===============本类属性===============" );
         // 取得本类的全部属性
         Field[] field = clazz.getDeclaredFields();
         for  ( int  i =  0 ; i < field.length; i++) {
             // 权限修饰符
             int  mo = field[i].getModifiers();
             String priv = Modifier.toString(mo);
             // 属性类型
             Class<?> type = field[i].getType();
             System.out.println(priv +  " "  + type.getName() +  " "  + field[i].getName() +  ";" );
         }
         
         System.out.println( "==========实现的接口或者父类的属性==========" );
         // 取得实现的接口或者父类的属性
         Field[] filed1 = clazz.getFields();
         for  ( int  j =  0 ; j < filed1.length; j++) {
             // 权限修饰符
             int  mo = filed1[j].getModifiers();
             String priv = Modifier.toString(mo);
             // 属性类型
             Class<?> type = filed1[j].getType();
             System.out.println(priv +  " "  + type.getName() +  " "  + filed1[j].getName() +  ";" );
         }
     }
}

获取某个类的全部方法

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package  net.xsoftlab.baike;
import  java.io.Serializable;
import  java.lang.reflect.Method;
import  java.lang.reflect.Modifier;
public  class  TestReflect  implements  Serializable {
     private  static  final  long  serialVersionUID = -2862585049955236662L;
     public  static  void  main(String[] args)  throws  Exception {
         Class<?> clazz = Class.forName( "net.xsoftlab.baike.TestReflect" );
         Method method[] = clazz.getMethods();
         for  ( int  i =  0 ; i < method.length; ++i) {
             Class<?> returnType = method[i].getReturnType();
             Class<?> para[] = method[i].getParameterTypes();
             int  temp = method[i].getModifiers();
             System.out.print(Modifier.toString(temp) +  " " );
             System.out.print(returnType.getName() +  "  " );
             System.out.print(method[i].getName() +  " " );
             System.out.print( "(" );
             for  ( int  j =  0 ; j < para.length; ++j) {
                 System.out.print(para[j].getName() +  " "  "arg"  + j);
                 if  (j < para.length -  1 ) {
                     System.out.print( "," );
                 }
             }
             Class<?> exce[] = method[i].getExceptionTypes();
             if  (exce.length >  0 ) {
                 System.out.print( ") throws " );
                 for  ( int  k =  0 ; k < exce.length; ++k) {
                     System.out.print(exce[k].getName() +  " " );
                     if  (k < exce.length -  1 ) {
                         System.out.print( "," );
                     }
                 }
             else  {
                 System.out.print( ")" );
             }
             System.out.println();
         }
     }
}

通过反射机制调用某个类的方法

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package  net.xsoftlab.baike;
import  java.lang.reflect.Method;
public  class  TestReflect {
     public  static  void  main(String[] args)  throws  Exception {
         Class<?> clazz = Class.forName( "net.xsoftlab.baike.TestReflect" );
         // 调用TestReflect类中的reflect1方法
         Method method = clazz.getMethod( "reflect1" );
         method.invoke(clazz.newInstance());
         // Java 反射机制 - 调用某个类的方法1.
         // 调用TestReflect的reflect2方法
         method = clazz.getMethod( "reflect2" int . class , String. class );
         method.invoke(clazz.newInstance(),  20 "张三" );
         // Java 反射机制 - 调用某个类的方法2.
         // age -> 20. name -> 张三
     }
     public  void  reflect1() {
         System.out.println( "Java 反射机制 - 调用某个类的方法1." );
     }
     public  void  reflect2( int  age, String name) {
         System.out.println( "Java 反射机制 - 调用某个类的方法2." );
         System.out.println( "age -> "  + age +  ". name -> "  + name);
     }
}

通过反射机制操作某个类的属性

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package  net.xsoftlab.baike;
import  java.lang.reflect.Field;
public  class  TestReflect {
     private  String proprety =  null ;
     public  static  void  main(String[] args)  throws  Exception {
         Class<?> clazz = Class.forName( "net.xsoftlab.baike.TestReflect" );
         Object obj = clazz.newInstance();
         // 可以直接对 private 的属性赋值
         Field field = clazz.getDeclaredField( "proprety" );
         field.setAccessible( true );
         field.set(obj,  "Java反射机制" );
         System.out.println(field.get(obj));
     }
}

反射机制的动态代理

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// 获取类加载器的方法
TestReflect testReflect =  new  TestReflect();
         System.out.println( "类加载器  "  + testReflect.getClass().getClassLoader().getClass().getName());
package  net.xsoftlab.baike;
import  java.lang.reflect.InvocationHandler;
import  java.lang.reflect.Method;
import  java.lang.reflect.Proxy;
//定义项目接口
interface  Subject {
     public  String say(String name,  int  age);
}
// 定义真实项目
class  RealSubject  implements  Subject {
     public  String say(String name,  int  age) {
         return  name +  "  "  + age;
     }
}
class  MyInvocationHandler  implements  InvocationHandler {
     private  Object obj =  null ;
     public  Object bind(Object obj) {
         this .obj = obj;
         return  Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj.getClass().getInterfaces(),  this );
     }
     public  Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)  throws  Throwable {
         Object temp = method.invoke( this .obj, args);
         return  temp;
     }
}
/**
  * 在java中有三种类类加载器。
 
  * 1)Bootstrap ClassLoader 此加载器采用c++编写,一般开发中很少见。
 
  * 2)Extension ClassLoader 用来进行扩展类的加载,一般对应的是jrelibext目录中的类
 
  * 3)AppClassLoader 加载classpath指定的类,是最常用的加载器。同时也是java中默认的加载器。
 
  * 如果想要完成动态代理,首先需要定义一个InvocationHandler接口的子类,已完成代理的具体操作。
 
  * @author xsoftlab.net
 
  */
public  class  TestReflect {
     public  static  void  main(String[] args)  throws  Exception {
         MyInvocationHandler demo =  new  MyInvocationHandler();
         Subject sub = (Subject) demo.bind( new  RealSubject());
         String info = sub.say( "Rollen" 20 );
         System.out.println(info);
     }
}

4反射机制的应用实例

在泛型为Integer的ArrayList中存放一个String类型的对象。

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package  net.xsoftlab.baike;
import  java.lang.reflect.Method;
import  java.util.ArrayList;
public  class  TestReflect {
     public  static  void  main(String[] args)  throws  Exception {
         ArrayList<Integer> list =  new  ArrayList<Integer>();
         Method method = list.getClass().getMethod( "add" , Object. class );
         method.invoke(list,  "Java反射机制实例。" );
         System.out.println(list.get( 0 ));
     }
}

通过反射取得并修改数组的信息

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package  net.xsoftlab.baike;
import  java.lang.reflect.Array;
public  class  TestReflect {
     public  static  void  main(String[] args)  throws  Exception {
         int [] temp = {  1 2 3 4 5  };
         Class<?> demo = temp.getClass().getComponentType();
         System.out.println( "数组类型: "  + demo.getName());
         System.out.println( "数组长度  "  + Array.getLength(temp));
         System.out.println( "数组的第一个元素: "  + Array.get(temp,  0 ));
         Array.set(temp,  0 100 );
         System.out.println( "修改之后数组第一个元素为: "  + Array.get(temp,  0 ));
     }
}

通过反射机制修改数组的大小

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package  net.xsoftlab.baike;
import  java.lang.reflect.Array;
public  class  TestReflect {
     public  static  void  main(String[] args)  throws  Exception {
         int [] temp = {  1 2 3 4 5 6 7 8 9  };
         int [] newTemp = ( int []) arrayInc(temp,  15 );
         print(newTemp);
         String[] atr = {  "a" "b" "c"  };
         String[] str1 = (String[]) arrayInc(atr,  8 );
         print(str1);
     }
     // 修改数组大小
     public  static  Object arrayInc(Object obj,  int  len) {
         Class<?> arr = obj.getClass().getComponentType();
         Object newArr = Array.newInstance(arr, len);
         int  co = Array.getLength(obj);
         System.arraycopy(obj,  0 , newArr,  0 , co);
         return  newArr;
     }
     // 打印
     public  static  void  print(Object obj) {
         Class<?> c = obj.getClass();
         if  (!c.isArray()) {
             return ;
         }
         System.out.println( "数组长度为: "  + Array.getLength(obj));
         for  ( int  i =  0 ; i < Array.getLength(obj); i++) {
             System.out.print(Array.get(obj, i) +  " " );
         }
         System.out.println();
     }
}

将反射机制应用于工厂模式

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package  net.xsoftlab.baike;
interface  fruit {
     public  abstract  void  eat();
}
class  Apple  implements  fruit {
     public  void  eat() {
         System.out.println( "Apple" );
     }
}
class  Orange  implements  fruit {
     public  void  eat() {
         System.out.println( "Orange" );
     }
}
class  Factory {
     public  static  fruit getInstance(String ClassName) {
         fruit f =  null ;
         try  {
             f = (fruit) Class.forName(ClassName).newInstance();
         catch  (Exception e) {
             e.printStackTrace();
         }
         return  f;
     }
}
/**
  * 对于普通的工厂模式当我们在添加一个子类的时候,就需要对应的修改工厂类。 当我们添加很多的子类的时候,会很麻烦。
  * Java 工厂模式可以参考
  * http://baike.xsoftlab.net/view/java-factory-pattern
 
  * 现在我们利用反射机制实现工厂模式,可以在不修改工厂类的情况下添加任意多个子类。
 
  * 但是有一点仍然很麻烦,就是需要知道完整的包名和类名,这里可以使用properties配置文件来完成。
 
  * java 读取 properties 配置文件 的方法可以参考
  * http://baike.xsoftlab.net/view/java-read-the-properties-configuration-file
 
  * @author xsoftlab.net
  */
public  class  TestReflect {
     public  static  void  main(String[] args)  throws  Exception {
         fruit f = Factory.getInstance( "net.xsoftlab.baike.Apple" );
         if  (f !=  null ) {
             f.eat();
         }
     }
}

 

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