Java中反射的实现方式

所谓反射，是指在运行时状态中，获取类中的属性和方法，以及调用其中的方法的一种机制。这种机制的作用在于获取运行时才知道的类（Class）及其中的属性（Field）、方法（Method）以及调用其中的方法，也可以设置其中的属性值。

在Java中实现反射最重要的一步，也是第一步就是获取Class对象，得到Class对象后可以通过该对象调用相应的方法来获取该类中的属性、方法以及调用该类中的方法。

Java中反射有如下几种实现方式：

1、通过Class.forName()方法加载字符串，就可以得到该字符串做代表的Class对象。

例如：Class<?> clazz = Class.forName("java.lang.String")就可以得到String类的Class对象。值得注意的是，字符串必须是类的全名，即包名+类名。

下边的代码是Struts配置文件struts.xml中的一个action的配置。

 

<action name="registe" class="cn.com.huixin.struts2.RegisteAction">
   <result>/registeResult.jsp</result>
   <result name="input">/registe2.jsp</result>
</action>

 

这里的class属性给出了一个类的全名的字符串，服务器是如何通过这个字符串得到类对象的呢？就是通过反射机制RegisteAction对象的。然后再去调用这个类中的默认的execute()方法。

2、通过类名调用class属性得到该类的Class对象。

例如：Class<?> clazz = String.class也可以得到String类的Class对象。

3、调用实例的getClass()方法。

例如：Date date = new Date();
          Class<?> clazz = date.getClass();

通过上边的两句代码就可以得到date实例的Class对象。

4、如果是基本类型的包装类，则可以通过调用包装类的Type属性来获得该包装类的Class对象。
    例如：Class<?> clazz = Integer.TYPE;

下边通过一段代码来说明如何实现反射机制。

 

package cn.com.huixin.blogcode;

import java.util.Date;

public class Student {
 private String studentID;
 public String studentName;
 private Date birthday;
 private int score;
 
 public String getStudentID() {
  return studentID;
 }
 
 public void setStudentID(String studentID) {
  this.studentID = studentID;
 }
 
 public String getStudentName() {
  return studentName;
 }
 
 public void setStudentName(String studentName) {
  this.studentName = studentName;
 }
 
 public Date getBirthday() {
  return birthday;
 }
 
 public void setBirthday(Date birthday) {
  this.birthday = birthday;
 }
 
 public int getScore() {
  return score;
 }
 
 public void setScore(int score) {
  this.score = score;
 }
 
 public void finishTask(String taskName) {
  System.out.println(studentName + "完成了" + taskName + "作业");
 }
}

下边的ReflectionTest类中会运用反射机制获取Student类中的属性和方法，并生成一个实例，用该实例来调用finishTask方法。

package cn.com.huixin.blogcode;

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;

public class ReflectionTest {

 public static void main(String[] args) {
  try {
   //获取Student的Class对象
   Class<?> clazz = Class.forName("cn.com.huixin.blogcode.Student");
   //获取该类中所有的属性
   Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
   //遍历所有的属性
   for (Field field : fields) {
    //打印属性信息，包括访问控制修饰符，类型及属性名
    System.out.println(field);

    System.out.println("修饰符：" + Modifier.toString(field.getModifiers()));
    System.out.println("类型：" + field.getType());
    System.out.println("属性名：" + field.getName());
   }
   //获取该类中的所有方法
   Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();
   for (Method method : methods) {
    //打印方法签名
    System.out.println(method);
    
    System.out.println("修饰符：" + Modifier.toString(method.getModifiers()));
    System.out.println("方法名：" + method.getName());
    System.out.println("返回类型：" + method.getReturnType());
    //获取方法的参数对象
    Class<?>[] clazzes = method.getParameterTypes();
    for (Class<?> class1 : clazzes) {
     System.out.println("参数类型：" + class1);
    }
   }
   
   //通过Class对象创建实例
   Student student = (Student)clazz.newInstance();
   //获取属性名为studentName的字段(Field)对象，以便下边重新设置它的值
   Field studentName = clazz.getField("studentName");
   //设置studentName的值为”张三“
   studentName.set(student, "张三");
   
   //通过Class对象获取名为”finishTask“，参数类型为String的方法(Method)对象
   Method finishTask = clazz.getMethod("finishTask", String.class);
   //调用finishTask方法
   finishTask.invoke(student, "数学");
  } catch (Exception e) {
   e.printStackTrace();
  }
 }

}

    Class<?> clazz = Class.forName("cn.com.huixin.blogcode.Student")通过上述的第一种方式来获取Student的Class对象，这儿的字符串必须是类的全路径名，即包名+类名。当然，该处也可以通过上述的第二种或者第三种方法获得Student的Class对象。例如：

    (1)、调用Student类的class属性

         Class<?> clazz = Student.class;

    (2)、调用Student实例的getClass()方法

         Student stu = new Student();

         Class<?> clazz = stu.getClass();

    无论使用哪种方法获得了Class对象，只要得到了Class对象，下来的操作方法都是相同的。

    Field[] fields = clazz.getDeclaredFields()获取类中定义的属性，包括private的属性，但是不包括从父类继承下来的属性。

    下来的for循环遍历了字段数组fields。field.getModifiers()获取了属性的修饰符，这个方法返回的是一个整型的数字，所以要用Modifier.toString()方法将整数转换为字符串。

    Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods()获取了类中的方法，包括private的方法，但是不包括从父类继承下来的方法。

    下来遍历的方法数组methods。method.getReturnType()获得方法的返回类型。method.getParameterTypes()获得方法的参数类型，由于方法可能有多个参数，所以返回值为Class数组。

    Student student = (Student)clazz.newInstance()通过调用Class对象的newInstance()方法，来创建一个Student的实例。newInstance()方法实际上调用的是默认的无参的构造方法。

    Field studentName = clazz.getField("studentName")获得类中字段名为“studentName”的属性，需要注意的是，getField()方法只能获得类中的public的属性，所以将Student类中的“studentName”设置为public。

    studentName.set(student, "张三")将student实例中的studentName属性值设置为“张三”。

    Method finishTask = clazz.getMethod("finishTask", String.class)获得了类中的方法名为“finishTask”，并且具有一个String类型参数的方法对象。

    finishTask.invoke(student, "数学")调用了实例student中的finishTask方法，并且传入了一个参数。

    执行的结果为：

private java.lang.String cn.com.huixin.blogcode.Student.studentID
修饰符：private
类型：class java.lang.String
属性名：studentID
public java.lang.String cn.com.huixin.blogcode.Student.studentName
修饰符：public
类型：class java.lang.String
属性名：studentName
private java.util.Date cn.com.huixin.blogcode.Student.birthday
修饰符：private
类型：class java.util.Date
属性名：birthday
private int cn.com.huixin.blogcode.Student.score
修饰符：private
类型：int
属性名：score
public void cn.com.huixin.blogcode.Student.finishTask(java.lang.String)
修饰符：public
方法名：finishTask
返回类型：void
参数类型：class java.lang.String
public java.lang.String cn.com.huixin.blogcode.Student.getStudentID()
修饰符：public
方法名：getStudentID
返回类型：class java.lang.String
public void cn.com.huixin.blogcode.Student.setStudentID(java.lang.String)
修饰符：public
方法名：setStudentID
返回类型：void
参数类型：class java.lang.String
public java.lang.String cn.com.huixin.blogcode.Student.getStudentName()
修饰符：public
方法名：getStudentName
返回类型：class java.lang.String
public void cn.com.huixin.blogcode.Student.setStudentName(java.lang.String)
修饰符：public
方法名：setStudentName
返回类型：void
参数类型：class java.lang.String
public java.util.Date cn.com.huixin.blogcode.Student.getBirthday()
修饰符：public
方法名：getBirthday
返回类型：class java.util.Date
public void cn.com.huixin.blogcode.Student.setBirthday(java.util.Date)
修饰符：public
方法名：setBirthday
返回类型：void
参数类型：class java.util.Date
public int cn.com.huixin.blogcode.Student.getScore()
修饰符：public
方法名：getScore
返回类型：int
public void cn.com.huixin.blogcode.Student.setScore(int)
修饰符：public
方法名：setScore
返回类型：void
参数类型：int
张三完成了数学作业