Java 反射原理
一、Java 反射的定義
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一個方法或者屬性;
二、反射提供的功能:
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
三、獲取反射物件(反射入口)
Class.forName(全類名) 需要拋異常 throws ClassNotFoundException
XX.class
物件.getClass()
package com.example.demo; public class TestJavaReflect { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException { Class<?> class1 = null; Class<?> class2 = null; Class<?> class3 = null; // 一般採用這種形式 class1 = Class.forName("com.example.demo.TestJavaReflect"); //通過全類名需要拋異常 throws ClassNotFoundException class2 = new TestJavaReflect().getClass(); class3 = TestJavaReflect.class; System.out.println("類名稱 " + class1.getName()); System.out.println("類名稱 " + class2.getName()); System.out.println("類名稱 " + class3.getName()); } }
四、接下來看幾個例子
package com.example.demo; import java.io.Serializable; public class TestJava implements Serializable { private static final long serialVersionUID = -2862585049955236662L; public static void main(String[] args) throws Exception { Class<?> clazz = Class.forName("com.example.demo.TestJava"); // 取得父類 Class<?> parentClass = clazz.getSuperclass(); System.out.println("clazz的父類為:" + parentClass.getName()); // clazz的父類為: java.lang.Object // 獲取所有的介面 Class<?> intes[] = clazz.getInterfaces(); System.out.println("clazz實現的介面有:"); for (int i = 0; i < intes.length; i++) { System.out.println((i + 1) + ":" + intes[i].getName()); } // clazz實現的介面有: // 1:java.io.Serializable } }
上面一個例子說明:所有類的父類是java.lang.object,檢視一個類實現的介面,可以用clazz.getInterfaces()
通過一個物件獲得完整的包名和類名,所以諸如SpringBoot載入預設檔案的時候,可以用三種形式,只是最簡單的寫法,用物件.class最方便,既沒有拋啥異常,也沒有什麼大小寫或者括號
package com.example.demo; import org.springframework.boot.SpringApplication; public class DemoApplication { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException { DemoApplication demoApplication = new DemoApplication(); System.out.println(demoApplication.getClass()); //class com.example.demo.DemoApplication System.out.println(demoApplication.getClass().getName()); //com.example.demo.DemoApplication System.out.println(DemoApplication.class); //class com.example.demo.DemoApplication System.out.println(Class.forName("com.example.demo.DemoApplication")); //同上 SpringApplication.run(DemoApplication.class, args); SpringApplication.run(new DemoApplication().getClass(), args); SpringApplication.run(Class.forName("com.example.demo.DemoApplication"), args); } }
例項化Class類物件
package com.example.demo; public class TestJavaReflect { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException { Class<?> class1 = null; Class<?> class2 = null; Class<?> class3 = null; // 一般採用這種形式 class1 = Class.forName("com.example.demo.TestJavaReflect"); //通過全類名需要拋異常 throws ClassNotFoundException class2 = new TestJavaReflect().getClass(); class3 = TestJavaReflect.class; System.out.println("類名稱 " + class1.getName()); System.out.println("類名稱 " + class2.getName()); System.out.println("類名稱 " + class3.getName()); } }
獲取一個物件的父類與實現的介面
用Method[] methods = clazz.getMethods();
for(Method method: methods){
system.out.println(method);
}
獲取所有的公共的方法(1. 本類以及父類、介面中的所有方法 2. 符合訪問修飾符規律)
用Filed[] fileds = clazz.getFields(); 獲取所有的公共屬性
for(Field field: fields){
System.out.println(field);
}
獲取某個類中的全部建構函式 - 詳見下例
通過反射機制例項化一個類的物件
獲取某個類的全部屬性
package com.example.demo; import java.io.Serializable; import java.lang.reflect.Field; import java.lang.reflect.Modifier; public class TestReflect05 implements Serializable { private static final long serialVersionUID = -2862585049955236662L; public static void main(String[] args) throws Exception { Class<?> clazz = Class.forName("com.example.demo.TestReflect05"); System.out.println("===============本類屬性==============="); // 取得本類的全部屬性 Field[] field_self = clazz.getDeclaredFields(); for (int i = 0; i < field_self.length; i++) { // 許可權修飾符 int mo = field_self[i].getModifiers(); String priv = Modifier.toString(mo); // 屬性型別 Class<?> type = field_self[i].getType(); System.out.println(priv + " " + type.getName() + " " + field_self[i].getName() + ";"); } System.out.println("==========實現的介面或者父類的屬性=========="); // 取得實現的介面或者父類的屬性 Field[] filed_father = clazz.getFields(); for (int j = 0; j < filed_father.length; j++) { // 許可權修飾符 int mo = filed_father[j].getModifiers(); String priv = Modifier.toString(mo); // 屬性型別 Class<?> type = filed_father[j].getType(); System.out.println(priv + " " + type.getName() + " " + filed_father[j].getName() + ";"); } } }
獲取某個類的全部方法
通過反射機制呼叫某個類的方法
package com.example.demo; import java.lang.reflect.Method; public class TestReflect06 { public static void main(String[] args) throws Exception { Class<?> clazz = Class.forName("com.example.demo.TestReflect06"); // 呼叫TestReflect類中的reflect1方法 Method method = clazz.getMethod("reflect1"); method.invoke(clazz.newInstance()); // Java 反射機制 - 呼叫某個類的方法1. // 呼叫TestReflect的reflect2方法 method = clazz.getMethod("reflect2", int.class, String.class); method.invoke(clazz.newInstance(), 20, "張三"); // Java 反射機制 - 呼叫某個類的方法2. // age -> 20. name -> 張三 } public void reflect1() { System.out.println("Java 反射機制 - 呼叫某個類的方法1."); } public void reflect2(int age, String name) { System.out.println("Java 反射機制 - 呼叫某個類的方法2."); System.out.println("age -> " + age + ". name -> " + name); } }
通過反射機制操作某個類的屬性
package com.example.demo; import java.lang.reflect.Field; public class TestReflect07 { private String filepath = null; public static void main(String[] args) throws Exception { Class<?> clazz = Class.forName("com.example.demo.TestReflect07"); Object obj = clazz.newInstance(); // 可以直接對 private 的屬性賦值 Field field = clazz.getDeclaredField("filepath"); field.setAccessible(true); field.set(obj, "/JasmineQian/ccc/ddd/ccc"); System.out.println(field.get(obj)); } }
反射機制的動態代理
package com.example.demo; /** * 在java中有三種類類載入器。 * * 1)Bootstrap ClassLoader 此載入器採用c++編寫,一般開發中很少見。 * * 2)Extension ClassLoader 用來進行擴充套件類的載入,一般對應的是jrelibext目錄中的類 * * 3)AppClassLoader 載入classpath指定的類,是最常用的載入器。同時也是java中預設的載入器。 * * 如果想要完成動態代理,首先需要定義一個InvocationHandler介面的子類,已完成代理的具體操作。 * */ public class TestReflect08 { public static void main(String[] args) throws Exception { MyInvocationHandler demo = new MyInvocationHandler(); Subject sub = (Subject) demo.bind(new SubjectImpl()); String info = sub.showinfo("Jasmine", 20); System.out.println(info); } } package com.example.demo; import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Method; import java.lang.reflect.Proxy; public 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; } } package com.example.demo; public interface Subject { String showinfo(String name, int age); } package com.example.demo; public class SubjectImpl implements Subject { @Override public String showinfo(String name, int age) { return name + " " + age; } }
六、反射機制的應用例項
在泛型為Integer的ArrayList中存放一個String型別的物件。
package com.example.demo.demoSample; import java.lang.reflect.Method; import java.util.ArrayList; public class RefectSample01 { 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反射機制例項。"); System.out.println(list.get(0)); } }
通過反射取得並修改陣列的資訊
package com.example.demo.demoSample; import java.lang.reflect.Array; public class RefectSample02 { public static void main(String[] args) throws Exception { int[] temp = { 1, 2, 3, 4, 5 }; Class<?> demo = temp.getClass().getComponentType(); System.out.println("陣列型別: " + demo.getName()); System.out.println("陣列長度 " + Array.getLength(temp)); System.out.println("陣列的第一個元素: " + Array.get(temp, 0)); Array.set(temp, 0, 100); System.out.println("修改之後陣列第1個元素為: " + Array.get(temp, 0)); System.out.println("修改之後陣列第5個元素為: " + Array.get(temp, 4)); } }
通過反射機制修改陣列的大小
package com.example.demo.demoSample; import java.lang.reflect.Array; public class ReflectSample03 { 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); } // 修改陣列大小 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; } // 列印 public static void print(Object obj) { Class<?> c = obj.getClass(); if (!c.isArray()) { return; } System.out.println("陣列長度為: " + Array.getLength(obj)); for (int i = 0; i < Array.getLength(obj); i++) { System.out.print(Array.get(obj, i) + " "); } System.out.println(); } }
將反射機制應用於工廠模式
package com.example.demo.demoSample; /** * 對於普通的工廠模式當我們在新增一個子類的時候,就需要對應的修改工廠類。 當我們新增很多的子類的時候,會很麻煩。 * Java 工廠模式可以參考 * http://baike.xsoftlab.net/view/java-factory-pattern * * 現在我們利用反射機制實現工廠模式,可以在不修改工廠類的情況下新增任意多個子類。 * * 但是有一點仍然很麻煩,就是需要知道完整的包名和類名,這裡可以使用properties配置檔案來完成。 * * java 讀取 properties 配置檔案 的方法可以參考 * http://baike.xsoftlab.net/view/java-read-the-properties-configuration-file * * @author xsoftlab.net */ public class FactoryTestReflect { public static void main(String[] args) throws Exception { fruit f = Factory.getInstance("com.example.demo.demoSample.AppleFruit"); if (f != null) { f.eat(); } } } package com.example.demo.demoSample; public 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; } } package com.example.demo.demoSample; public interface fruit { void eat(); } package com.example.demo.demoSample; public class AppleFruit implements fruit { @Override public void eat() { System.out.println("Apple"); } }