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一、通過反射檢視類資訊

        Java程式中的許多物件在執行時都會出現兩種型別:編譯時型別和執行時型別，如Person p = new Student()，p變數編譯時型別為Person，而執行時型別為Student。我們常常需要在程式執行時獲取物件和類的真實資訊，這就有兩種可能：

• 一是在編譯和執行時完全知道型別的具體資訊，可以直接使用instanceof運算子進行判斷。instanceof運算子的前一個運算元通常是一個引用型變數，後一個運算元可以是一個類或介面，它用於判斷前面的物件是否是後面的類或者其子類、實現類的例項。如：

public class InstanceofTest {
	public static void main(String[] args) {
		// 宣告hello時使用Object類，則hello的編譯型別是Object，但hello變數的實際型別是String
		Object hello = "Hello";
		// 以下三條語句的返回結果均為true
		// String是Object類的子類，可以進行instanceof運算。
		System.out.println("字串是否是Object類的例項：" + (hello instanceof Object));
		System.out.println("字串是否是String類的例項：" + (hello instanceof String));
		// String實現了Comparable介面，所以返回true。
		System.out.println("字串是否是Comparable介面的例項：" + (hello instanceof Comparable));
	}
}
 

• 二是在編譯時根本無法知道該物件可能屬於哪些類，程式只能依靠執行時資訊來發現該物件和類的真實資訊，這就需要用到反射。

1.獲得Class物件

        每個類在被載入之後系統都會為該類生成一個對應的Class物件，通過該Class物件就可以訪問到JVM中的這個類。獲得Class物件通常有3種方式：

1. 使用 static Class<?> forName(String className) throws ClassNotFoundException返回與帶有給定字串名的類或介面相關聯的 Class 物件。其中，className必須是某個類的全限定類名（即需新增完整包名）。

2. 呼叫某個類的class屬性來獲取該類對應的Class物件。如：Person.class。

3. 呼叫某個物件的getClass()方法。該方法是java.lang.Object包中的一個方法，所有物件均可呼叫，該方法會返回該物件所屬類對應的Class物件。

package reflect;

public class TestGetClass {
	public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
		Person p = new Person();
		System.out.println(Class.forName("reflect.Person").getName());
		System.out.println(Person.class.getName());
		System.out.println(p.getClass().getName());
	}
}

class Person {

}
 

執行結果：

其中，b.方法由於在編譯階段就可以檢查需要訪問的Class物件是否存在，且無需呼叫方法，所以更加安全，效能更好。

2.獲取Class中的資訊

        Class類中提供了大量的例項方法來獲得該Class物件的所對應類的詳細資訊，包括：獲取Class對應類所包含的構造方法、獲取Class對應類所包含的方法、獲取Class對應類所包含的Field、獲取Class對應類所包含的Annotation、獲取Class對應類所包含的內部類、獲取Class對應類所繼承的父類和所實現的介面、獲取Class對應類的修飾符、所在包以及類名等基本資訊，除此之外，還有方法可以判斷該類是否為介面、列舉、註釋型別等。

import java.lang.reflect.Constructor;

public class GetClassInfo {

	public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, SecurityException {
		Class c = Student.class;
		// 返回對應形參為String型別的public構造方法
		System.out.println(c.getConstructor(String.class));
		// 返回無形參的構造方法，無論其訪問許可權為何
		System.out.println(c.getDeclaredConstructor());
		// 返回所有的構造方法，無論其訪問許可權為何
		Constructor[] csts = c.getDeclaredConstructors();
		for (Constructor cst : csts) {
			System.out.println(cst);
		}

	}
}

class Student {
	private String id;

	private Student() {

	}

	public Student(String id) {
		this.id = id;
	}
}

執行結果：

二、使用反射生成並操作物件

        java.lang.reflect包java 1.8之前及java 1.8的改變：

        在java.lang.reflect包中包含了Method類、Constructor類和Field類，這三個類都實現了java.lang.reflect.Member介面。程式可以通過Method物件來執行對應的方法，通過Constructor物件來呼叫對應的構造方法建立例項，通過Field物件直接訪問並修改物件的屬性值。

1.建立物件

        通過反射建立物件有兩種方式：

1. 直接使用Class物件的newInstance()方法。該方式需要Class物件對應的類有預設的構造方法。

2. 先使用Class物件通過getConstructor()方法獲取指定的Constructor物件，再呼叫Constructor物件的newInstance()方法建立Java物件。通過這種方法可以選擇指定的構造方法來建立例項。     

import java.util.*;
import java.io.*;
import java.lang.reflect.Constructor;

/**
 * @Title ObjectPoolFactory.java
 * @Description TODO 
 * @Author 15643
 * @Time 2018年8月28日 上午10:25:24
 * @Other obj.txt中的內容：a=java.util.Date
 */
public class ObjectPoolFactory {
	// 定義一個物件池,前面是物件名，後面是實際物件
	private Map<String, Object> objectPool = new HashMap<>();

	// 該方法只要傳入一個字串類名，程式可以根據該類名生成Java物件
	private static Object createObject(String clazzName)
			throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
		// 根據字串來獲取對應的Class物件
		Class<?> clazz = Class.forName(clazzName);
		// 使用clazz對應類的預設構造器建立例項
		return clazz.newInstance();
	}

	// 該方法根據指定檔案來初始化物件池，並根據配置檔案來建立物件
	public void initPool(String fileName)
			throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
		try (FileInputStream fis = new FileInputStream(fileName)) {
			Properties props = new Properties();
			props.load(fis);
			for (String name : props.stringPropertyNames()) {
				// 根據鍵值對的值建立一個物件，並將物件新增到物件池中
				objectPool.put(name, createObject(props.getProperty(name)));
			}
		} catch (IOException ex) {
			System.out.println("讀取" + fileName + "異常");
		}

	}

	public Object getObject(String name) {
		// 從objectPool中取出指定name對應的物件。
		return objectPool.get(name);
	}

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		ObjectPoolFactory pf = new ObjectPoolFactory();
		pf.initPool("obj.txt");
		System.out.println(pf.getObject("a"));
		// 直接在這裡示範了，使用指定的構造方法建立物件
		Constructor<?> c = pf.getObject("a").getClass().getConstructor(long.class);
		System.out.println(c.newInstance(1000));
	}
}

         執行結果：

2.呼叫方法

        在Class類裡面有四個用來獲取方法的方法，getMethod()、getDeclaredMethod()、getDeclaredMethods()、getMethods()，前兩個返回Method物件，後兩個返回Method物件陣列。

        Method類的常用方法：  

import java.lang.reflect.*;

public class TestMethod {

	public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, SecurityException, InvocationTargetException,
			InstantiationException, IllegalAccessException {
		String field = "id";
		Class<?> cl = Employee.class;
		Object obj = cl.newInstance();
		// 使用get+首字母大寫的Field來匹配方法
		Method getMt = cl.getMethod("get" + field.substring(0, 1).toUpperCase() + field.substring(1));
		Method setMt = cl.getMethod("set" + field.substring(0, 1).toUpperCase() + field.substring(1), String.class);
        // 使用invoke()呼叫Method物件對應表示的方法
		setMt.invoke(obj, "100001");
		System.out.println("StudentID is " + getMt.invoke(obj));
	}

}

class Employee {
	private String id;

	public Employee() {

	}

	public String getId() {
		return id;
	}

	public void setId(String id) {
		this.id = id;
	}

}

        若程式需要呼叫某個物件的private方法，則可以先用Method物件呼叫setAccessible(boolean flag)，當flag為true時，則指示反射的物件在使用時應該取消 Java 語言訪問許可權檢查。值為 false 則指示反射的物件應該實施 Java 語言訪問許可權檢查。 （setAccessible()方法是屬於AccessibleObject類的，由於它是Method、Constructor、Field的父類，所以它們都可以呼叫該方法從而通過反射來呼叫私有的方法、屬性等。）

3.訪問Field

        Field類提供了兩組方法來訪問、設定Field的值：

import java.lang.reflect.*;

public class FieldTest {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		Class cl = Employee.class;
		Object p = cl.newInstance();
		// 獲取Person的名為id的Field，使用getDeclaredField無視訪問控制符獲取field
		Field idField = cl.getDeclaredField("id");
		// 設定通過反射訪問該Field時取消訪問許可權檢查,否則IllegalAccessException
		idField.setAccessible(true);
		idField.set(p, "1000001");
		System.out.println(p);
	}
}
class Employee {
	private String id;
	public Employee() {
    }
	public String getId() {
		return id;
	}
	public void setId(String id) {
		this.id = id;
	}	
	@Override
	public String toString() {
		return "StudentID is "+id;
	}
}

        參考資料：《Java瘋狂講義》