Java高階篇（四）——反射
之前寫到了設計模式的代理模式，因為下一篇動態代理等內容需要用到反射的知識，所以在之前Java篇的基礎上再寫一篇有關反射的內容，還是以實際的程式為主，瞭解反射是做什麼的、應該怎麼用。
一、什麼是反射
反射就是把Java類中的各個成分對映成一個個的Java物件。即在執行狀態中，對於任意一個類，都能夠知道這個類的所以屬性和方法；對於任意一個物件，都能呼叫它的任意一個方法和屬性。這種動態獲取資訊及動態呼叫物件方法的功能叫Java的反射機制。
1. 反射機制的功能
Java反射機制主要提供了以下功能：
- 在執行時判斷任意一個物件所屬的類。
- 在執行時構造任意一個類的物件。
- 在執行時判斷任意一個類所具有的成員變數和方法。
- 在執行時呼叫任意一個物件的方法。
- 生成動態代理。
2. 實現反射機制的類
Java中主要由以下的類來實現Java反射機制（這些類都位於java.lang.reflect包中）：
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Class類：代表一個類。 Field類：代表類的成員變數（成員變數也稱為類的屬性）。
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Method類：代表類的方法。
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Constructor類：代表類的構造方法。
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Array類：提供了動態建立陣列，以及訪問陣列的元素的靜態方法。
二、反射的使用
下面分步說明以下如何通過反射獲取我們需要的內容。
我們先隨意寫一個Customer類（就是一個PO類），然後看看如何通過反射對這個類進行操作。
1. Customer類
1 public class Customer { 2 3 private Long id; 4 private String name; 5 private int age; 6 7 public Customer() {} 8 9 public Customer(String name,int age) { 10 this.name = name; 11 this.age = age; 12 } 13 14 publicLong getId() { 15 return id; 16 } 17 public void setId(Long id) { 18 this.id=id; 19 } 20 public String getName() { 21 return name; 22 } 23 public void setName(String name) { 24 this.name=name; 25 } 26 public int getAge() { 27 return age; 28 } 29 public void setAge(int age) { 30 this.age=age; 31 } 32 33 }
2. ReflectTester類
這個類用來演示Reflection API的基本使用方法。這裡自定義的copy方法是用來建立一個和引數objcet同樣型別的物件，然後把object物件中的所有屬性拷貝到新建的物件中，並將其返回。
1 import java.lang.reflect.Field; 2 import java.lang.reflect.Method; 3 4 public class ReflectTester { 5 6 public Object copy(Object object) throws Exception{ 7 //獲得物件的型別 8 Class classType=object.getClass(); 9 System.out.println("Class:"+classType.getName()); 10 11 //通過預設構造方法建立一個新的物件 12 Object objectCopy=classType.getConstructor(new Class[]{}).newInstance(new Object[]{}); 13 14 //獲得物件的所有屬性 15 Field fields[]=classType.getDeclaredFields(); 16 17 for(int i=0; i<fields.length;i++){ 18 Field field=fields[i]; 19 20 String fieldName=field.getName(); 21 String firstLetter=fieldName.substring(0,1).toUpperCase(); 22 //獲得和屬性對應的getXXX()方法的名字 23 String getMethodName="get"+firstLetter+fieldName.substring(1); 24 //獲得和屬性對應的setXXX()方法的名字 25 String setMethodName="set"+firstLetter+fieldName.substring(1); 26 27 //獲得和屬性對應的getXXX()方法 28 Method getMethod=classType.getMethod(getMethodName,new Class[]{}); 29 //獲得和屬性對應的setXXX()方法 30 Method setMethod=classType.getMethod(setMethodName,new Class[]{field.getType()}); 31 32 //呼叫原物件的getXXX()方法 33 Object value=getMethod.invoke(object,new Object[]{}); 34 System.out.println(fieldName+":"+value); 35 //呼叫拷貝物件的setXXX()方法 36 setMethod.invoke(objectCopy,new Object[]{value}); 37 } 38 return objectCopy; 39 } 40 41 }
下面分析一下上述程式碼。
首先，通過Object類中的getClass()方法獲取物件的型別。
Class classType=object.getClass();
而Class類是Reflection API中的核心類，主要方法如下：
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getName()：獲得類的完整名字。 getFields()：獲得類的public型別的屬性。
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getDeclaredFields()：獲得類的所有屬性。
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getMethods()：獲得類的public型別的方法。
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getDeclaredMethods()：獲得類的所有方法。
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getMethod(String name, Class[] parameterTypes)：獲得類的特定方法，name引數指定方法的名字，parameterTypes引數指定方法的引數型別。
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getConstrutors()：獲得類的public型別的構造方法。
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getConstrutor(Class[] parameterTypes)：獲得類的特定構造方法，parameterTypes引數指定構造方法的引數型別。
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newInstance()：通過類的不帶引數的構造方法建立這個類的一個物件。
第二步，通過預設構造方法建立一個新的物件，即先呼叫Class類的getConstructor()方法獲得一個Constructor物件，它代表預設的構造方法，然後呼叫Constructor物件的newInstance()方法構造一個例項。
Object objectCopy=classType.getConstructor(new Class[]{}).newInstance(new Object[]{});
第三步，獲得物件的所有屬性，即通過Class類的getDeclaredFields()方法返回類的所有屬性，包括public、protected、default和private訪問級別的屬性，
Field fields[]=classType.getDeclaredFields();
第四步，獲得每個屬性相應的get/set方法，然後執行這些方法，把原來的物件屬性拷貝到新的物件中。
這裡我們可以寫一個InvokeTester的類，然後運用反射機制呼叫一個InvokeTester物件的add()方法（自定義方法），如add()方法的兩個引數為int型別，那麼獲取表示add()方法的Method物件程式碼如下：
Method addMethod=classType.getMethod("add",new Class[]{int.class,int.class});
上述程式碼中也有用到Method的invoke方法，其接收引數必須為物件，如果引數為基本資料型別，必須轉換為相應的包裝型別的物件，如int要轉換為Integer。而invoke方法的返回值總是物件，如果實際被呼叫的方法的返回型別是基本資料型別，那麼invoke方法會將其轉換為相應的包裝型別的物件，再將其返回。
下面簡單測試一下，具體的方法呼叫如上面提到的add方法，可自行編寫（具體例項見下篇）：
1 public static void main(String[] args) throws Exception { 2 Customer customer = new Customer(); 3 customer.setId(10L); 4 customer.setName("adam"); 5 customer.setAge(3); 6 7 new ReflectTester().copy(customer); 8 }
執行結果如下：
三、具體例項
下面我們嘗試著通過反射機制對一個jar包中的類進行分析，把類中所有的屬性和方法提取出來，並寫入到一個檔案裡中。
目錄結構如下：
1. ReflexDemo類
主要程式碼部分，通過反射獲取類、屬性及方法。
1 import java.io.File; 2 import java.lang.reflect.Field; 3 import java.lang.reflect.Method; 4 import java.net.URL; 5 import java.net.URLClassLoader; 6 import java.util.Enumeration; 7 import java.util.jar.JarEntry; 8 import java.util.jar.JarFile; 9 10 /** 11 * @ClassName: ReflexDemo 12 * @Description: 通過反射獲取類、屬性及方法 13 * @author adamjwh 14 * @date 2018年5月28日 15 * 16 */ 17 public class ReflexDemo { 18 19 private static StringBuffer sBuffer; 20 21 public static void getJar(String jar) throws Exception { 22 try { 23 File file = new File(jar); 24 URL url = file.toURI().toURL(); 25 URLClassLoader classLoader = new URLClassLoader(new URL[] { url }, 26 Thread.currentThread().getContextClassLoader()); 27 28 JarFile jarFile = new JarFile(jar); 29 Enumeration<JarEntry> enumeration = jarFile.entries(); 30 JarEntry jarEntry; 31 32 sBuffer = new StringBuffer(); //存資料 33 34 while (enumeration.hasMoreElements()) { 35 jarEntry = enumeration.nextElement(); 36 37 if (jarEntry.getName().indexOf("META-INF") < 0) { 38 String classFullName = jarEntry.getName(); 39 if (classFullName.indexOf(".class") < 0) { 40 classFullName = classFullName.substring(0, classFullName.length() - 1); 41 } else { 42 // 去除字尾.class，獲得類名 43 String className = classFullName.substring(0, classFullName.length() - 6).replace("/", "."); 44 Class<?> myClass = classLoader.loadClass(className); 45 sBuffer.append("類名\t：" + className); 46 System.out.println("類名\t：" + className); 47 48 // 獲得屬性名 49 Class<?> clazz = Class.forName(className); 50 Field[] fields = clazz.getDeclaredFields(); 51 for (Field field : fields) { 52 sBuffer.append("屬性名\t：" + field.getName() + "\n"); 53 System.out.println("屬性名\t：" + field.getName()); 54 sBuffer.append("-屬性型別\t：" + field.getType() + "\n"); 55 System.out.println("-屬性型別\t：" + field.getType()); 56 } 57 58 // 獲得方法名 59 Method[] methods = myClass.getMethods(); 60 for (Method method : methods) { 61 if (method.toString().indexOf(className) > 0) { 62 sBuffer.append("方法名\t：" + method.toString().substring(method.toString().indexOf(className)) + "\n"); 63 System.out.println("方法名\t：" + method.toString().substring(method.toString().indexOf(className))); 64 } 65 } 66 sBuffer.append("--------------------------------------------------------------------------------" + "\n"); 67 System.out.println("--------------------------------------------------------------------------------"); 68 } 69 } 70 } 71 } catch (Exception e) { 72 e.printStackTrace(); 73 } finally { 74 sBuffer.append("End"); 75 System.out.println("End"); 76 77 WriteFile.write(sBuffer); //寫檔案 78 } 79 } 80 81 }
2. WriteFile類
進行寫檔案操作。
1 import java.io.BufferedWriter; 2 import java.io.File; 3 import java.io.FileWriter; 4 5 /** 6 * @ClassName: WriteFile 7 * @Description: 寫檔案操作 8 * @author adamjwh 9 * @date 2018年5月28日 10 * 11 */ 12 public class WriteFile { 13 14 private static String pathname = "src/com/adamjwh/jnp/ex14/out.txt"; 15 16 public static void write(StringBuffer sBuffer) throws Exception { 17 File file = new File(pathname); 18 BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(file)); 19 20 bw.write(sBuffer.toString()); 21 bw.close(); 22 } 23 24 }
3. Main類
這裡我們需要在專案下新建一個lib資料夾，然後將要解析的jar包放入其中，比如這裡我們放入jdk的dt.jar。目錄結構如下：
執行程式：
1 /** 2 * @ClassName: Main 3 * @Description: 4 * @author adamjwh 5 * @date 2018年5月28日 6 * 7 */ 8 public class Main { 9 10 private static String jar = "lib/dt.jar"; 11 12 public static void main(String[] args) throws Exception { 13 ReflexDemo.getJar(jar); 14 } 15 16 }
執行結果如下：
