詳解Java高階特性之反射
阿新 • • 發佈：2020-06-12
定義
JAVA反射機制是在執行狀態中，對於任意一個類，都能夠知道這個類的所有屬性和方法；對於任意一個物件，都能夠呼叫它的任意方法和屬性；這種動態獲取資訊以及動態呼叫物件方法的功能稱為java語言的反射機制。
用途
在日常的第三方應用開發過程中，經常會遇到某個類的某個成員變數、方法或是屬性是私有的或是隻對系統應用開放，這時候就可以利用Java的反射機制通過反射來獲取所需的私有成員或是方法。當然，也不是所有的都適合反射，之前就遇到一個案例，通過反射得到的結果與預期不符。閱讀原始碼發現，經過層層呼叫後在最終返回結果的地方對應用的許可權進行了校驗，對於沒有許可權的應用返回值是沒有意義的預設值，否則返回實際值起到保護使用者的隱私目的。
反射機制的相關類
與Java反射相關的類如下：
| 類名 | 用途 |
| Class類 | 代表類的實體，在執行的Java應用程式中表示類和介面 |
| Field類 | 代表類的成員變數（成員變數也稱為類的屬性） |
| Method類 | 代表類的方法 |
| Constructor類 | 代表類的構造方法 |
Class類
Class代表類的實體，在執行的Java應用程式中表示類和介面。在這個類中提供了很多有用的方法，這裡對他們簡單的分類介紹。
獲得類相關的方法
| 方法 | 用途 |
| asSubclass(Class<U> clazz) | 把傳遞的類的物件轉換成代表其子類的物件 |
| Cast | 把物件轉換成代表類或是介面的物件 |
| getClassLoader() | 獲得類的載入器 |
| getClasses() | 返回一個數組，陣列中包含該類中所有公共類和介面類的物件 |
| getDeclaredClasses() | 返回一個數組，陣列中包含該類中所有類和介面類的物件 |
| forName(String className) | 根據類名返回類的物件 |
| getName() | 獲得類的完整路徑名字 |
| newInstance() | 建立類的例項 |
| getPackage() | 獲得類的包 |
| getSimpleName() | 獲得類的名字 |
| getSuperclass() | 獲得當前類繼承的父類的名字 |
| getInterfaces() | 獲得當前類實現的類或是介面 |
獲得類中屬性相關的方法
| 方法 | 用途 |
| getAnnotation(Class<A> annotationClass) | 返回該類中與引數型別匹配的公有註解物件 |
| getAnnotations() | 返回該類所有的公有註解物件 |
| getDeclaredAnnotation(Class<A> annotationClass) | 返回該類中與引數型別匹配的所有註解物件 |
| getDeclaredAnnotations() | 返回該類所有的註解物件 |
獲得類中構造器相關的方法
| 方法 | 用途 |
| getConstructor(Class...<?> parameterTypes) | 獲得該類中與引數型別匹配的公有構造方法 |
| getConstructors() | 獲得該類的所有公有構造方法 |
| getDeclaredConstructor(Class...<?> parameterTypes) | 獲得該類中與引數型別匹配的構造方法 |
| getDeclaredConstructors() | 獲得該類所有構造方法 |
獲得類中方法相關的方法
| 方法 | 用途 |
| getMethod(String name,Class...<?> parameterTypes) | 獲得該類某個公有的方法 |
| getMethods() | 獲得該類所有公有的方法 |
| getDeclaredMethod(String name,Class...<?> parameterTypes) | 獲得該類某個方法 |
| getDeclaredMethods() | 獲得該類所有方法 |
類中其他重要的方法
| 方法 | 用途 |
| isAnnotation() | 如果是註解型別則返回true |
| isAnnotationPresent(Class<? extends Annotation> annotationClass) | 如果是指定型別註解型別則返回true |
| isAnonymousClass() | 如果是匿名類則返回true |
| isArray() | 如果是一個數組類則返回true |
| isEnum() | 如果是列舉類則返回true |
| isInstance(Object obj) | 如果obj是該類的例項則返回true |
| isInterface() | 如果是介面類則返回true |
| isLocalClass() | 如果是區域性類則返回true |
| isMemberClass() | 如果是內部類則返回true |
Field類
Field代表類的成員變數（成員變數也稱為類的屬性）。
| 方法 | 用途 |
| equals(Object obj) | 屬性與obj相等則返回true |
| get(Object obj) | 獲得obj中對應的屬性值 |
| set(Object obj,Object value) | 設定obj中對應屬性值 |
Method類
Method代表類的方法。
| 方法 | 用途 |
| invoke(Object obj,Object... args) | 傳遞object物件及引數呼叫該物件對應的方法 |
Constructor類
Constructor代表類的構造方法。
| 方法 | 用途 |
| newInstance(Object... initargs) | 根據傳遞的引數建立類的物件 |
示例
為了演示反射的使用，首先構造一個與書籍相關的model——Book.java，然後通過反射方法示例建立物件、反射私有構造方法、反射私有屬性、反射私有方法，最後給出兩個比較複雜的反射示例——獲得當前ZenMode和關機Shutdown。
被反射類Book.java
public class Book{
private final static String TAG = "BookTag";
private String name;
private String author;
@Override
public String toString() {
return "Book{" +
"name='" + name + '\'' +
",author='" + author + '\'' +
'}';
}
public Book() {
}
private Book(String name,String author) {
this.name = name;
this.author = author;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getAuthor() {
return author;
}
public void setAuthor(String author) {
this.author = author;
}
private String declaredMethod(int index) {
String string = null;
switch (index) {
case 0:
string = "I am declaredMethod 1 !";
break;
case 1:
string = "I am declaredMethod 2 !";
break;
default:
string = "I am declaredMethod 1 !";
}
return string;
}
}
反射邏輯封裝在ReflectClass.java
public class ReflectClass {
private final static String TAG = "peter.log.ReflectClass";
// 建立物件
public static void reflectNewInstance() {
try {
Class<?> classBook = Class.forName("com.android.peter.reflectdemo.Book");
Object objectBook = classBook.newInstance();
Book book = (Book) objectBook;
book.setName("Android進階之光");
book.setAuthor("劉望舒");
Log.d(TAG,"reflectNewInstance book = " + book.toString());
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
// 反射私有的構造方法
public static void reflectPrivateConstructor() {
try {
Class<?> classBook = Class.forName("com.android.peter.reflectdemo.Book");
Constructor<?> declaredConstructorBook = classBook.getDeclaredConstructor(String.class,String.class);
declaredConstructorBook.setAccessible(true);
Object objectBook = declaredConstructorBook.newInstance("Android開發藝術探索","任玉剛");
Book book = (Book) objectBook;
Log.d(TAG,"reflectPrivateConstructor book = " + book.toString());
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
// 反射私有屬性
public static void reflectPrivateField() {
try {
Class<?> classBook = Class.forName("com.android.peter.reflectdemo.Book");
Object objectBook = classBook.newInstance();
Field fieldTag = classBook.getDeclaredField("TAG");
fieldTag.setAccessible(true);
String tag = (String) fieldTag.get(objectBook);
Log.d(TAG,"reflectPrivateField tag = " + tag);
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
// 反射私有方法
public static void reflectPrivateMethod() {
try {
Class<?> classBook = Class.forName("com.android.peter.reflectdemo.Book");
Method methodBook = classBook.getDeclaredMethod("declaredMethod",int.class);
methodBook.setAccessible(true);
Object objectBook = classBook.newInstance();
String string = (String) methodBook.invoke(objectBook,0);
Log.d(TAG,"reflectPrivateMethod string = " + string);
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
// 獲得系統Zenmode值
public static int getZenMode() {
int zenMode = -1;
try {
Class<?> cServiceManager = Class.forName("android.os.ServiceManager");
Method mGetService = cServiceManager.getMethod("getService",String.class);
Object oNotificationManagerService = mGetService.invoke(null,Context.NOTIFICATION_SERVICE);
Class<?> cINotificationManagerStub = Class.forName("android.app.INotificationManager$Stub");
Method mAsInterface = cINotificationManagerStub.getMethod("asInterface",IBinder.class);
Object oINotificationManager = mAsInterface.invoke(null,oNotificationManagerService);
Method mGetZenMode = cINotificationManagerStub.getMethod("getZenMode");
zenMode = (int) mGetZenMode.invoke(oINotificationManager);
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
return zenMode;
}
// 關閉手機
public static void shutDown() {
try {
Class<?> cServiceManager = Class.forName("android.os.ServiceManager");
Method mGetService = cServiceManager.getMethod("getService",String.class);
Object oPowerManagerService = mGetService.invoke(null,Context.POWER_SERVICE);
Class<?> cIPowerManagerStub = Class.forName("android.os.IPowerManager$Stub");
Method mShutdown = cIPowerManagerStub.getMethod("shutdown",boolean.class,String.class,boolean.class);
Method mAsInterface = cIPowerManagerStub.getMethod("asInterface",IBinder.class);
Object oIPowerManager = mAsInterface.invoke(null,oPowerManagerService);
mShutdown.invoke(oIPowerManager,true,null,true);
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
public static void shutdownOrReboot(final boolean shutdown,final boolean confirm) {
try {
Class<?> ServiceManager = Class.forName("android.os.ServiceManager");
// 獲得ServiceManager的getService方法
Method getService = ServiceManager.getMethod("getService",java.lang.String.class);
// 呼叫getService獲取RemoteService
Object oRemoteService = getService.invoke(null,Context.POWER_SERVICE);
// 獲得IPowerManager.Stub類
Class<?> cStub = Class.forName("android.os.IPowerManager$Stub");
// 獲得asInterface方法
Method asInterface = cStub.getMethod("asInterface",android.os.IBinder.class);
// 呼叫asInterface方法獲取IPowerManager物件
Object oIPowerManager = asInterface.invoke(null,oRemoteService);
if (shutdown) {
// 獲得shutdown()方法
Method shutdownMethod = oIPowerManager.getClass().getMethod(
"shutdown",boolean.class);
// 呼叫shutdown()方法
shutdownMethod.invoke(oIPowerManager,confirm,false);
} else {
// 獲得reboot()方法
Method rebootMethod = oIPowerManager.getClass().getMethod("reboot",boolean.class);
// 呼叫reboot()方法
rebootMethod.invoke(oIPowerManager,false);
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
呼叫相應反射邏輯方法
try {
// 建立物件
ReflectClass.reflectNewInstance();
// 反射私有的構造方法
ReflectClass.reflectPrivateConstructor();
// 反射私有屬性
ReflectClass.reflectPrivateField();
// 反射私有方法
ReflectClass.reflectPrivateMethod();
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
Log.d(TAG," zenmode = " + ReflectClass.getZenMode());
Log輸出結果如下：
08-27 15:11:37.999 11987-11987/com.android.peter.reflectdemo D/peter.log.ReflectClass: reflectNewInstance book = Book{name='Android進階之光',author='劉望舒'}
08-27 15:11:38.000 11987-11987/com.android.peter.reflectdemo D/peter.log.ReflectClass: reflectPrivateConstructor book = Book{name='Android開發藝術探索',author='任玉剛'}
08-27 15:11:38.000 11987-11987/com.android.peter.reflectdemo D/peter.log.ReflectClass: reflectPrivateField tag = BookTag
08-27 15:11:38.000 11987-11987/com.android.peter.reflectdemo D/peter.log.ReflectClass: reflectPrivateMethod string = I am declaredMethod 1 !
08-27 15:11:38.004 11987-11987/com.android.peter.reflectdemo D/peter.log.ReflectDemo: zenmode = 0
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