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  • 反射机制小结

    获取Class对象有三种方式:

    1.通过Object类的getClass()方法。例如:

    Class c1 = new String("").getClass();

    2.通过Class类的静态方法——forName()来实现:

    Class c2 = Class.forName("MyObject");

    3.如果T是一个已定义的类型的话,在java中,它的.class文件名:T.class就代表了与其匹配的Class对象,例如:

    Class c3 = Manager.class;

    Class c4 = int.class;

    Class c5 = Double[].class;

    这里需要解释一下3:请记住一句话,java中,一切皆对象。也就是说,基本类型int float 等也会在jvm的内存池像其他类型一样中生成

    一个Class对象。而数组等组合型数据类型也是会生成一个Class对象的,而且更令人惊讶的是,java中数组的本来面目其实就是某个类,惊讶

    中的惊讶是,含有相同元素的相同维数的数组还会共同享用同一个Class对象!其实根据我的臆想,数组的length性质应该就保存在这个Class

    对象里面。

    Class类中存在以下几个重要的方法:

    1.getName()

    一个Class对象描述了一个特定类的特定属性,而这个方法就是返回String形式的该类的简要描述。由于历史原因,对数组的Class对象

    调用该方法会产生奇怪的结果。

    2.newInstance()

    该方法可以根据某个Class对象产生其对应类的实例。需要强调的是,它调用的是此类的默认构造方法。例如:

    MyObject x = new MyObject();

    MyObject y = x.getClass().newInstance();

    3.getClassLoader()

    返回该Class对象对应的类的类加载器。

    4.getComponentType()

    该方法针对数组对象的Class对象,可以得到该数组的组成元素所对应对象的Class对象。例如:

    int[] ints = new int[]{1,2,3};

    Class class1 = ints.getClass();

    Class class2 = class1.getComponentType();

    而这里得到的class2对象所对应的就应该是int这个基本类型的Class对象。

    5.getSuperClass()

    返回某子类所对应的直接父类所对应的Class对象。

    6.isArray()

    判定此Class对象所对应的是否是一个数组对象。

    在JDK中,主要由以下类来实现Java反射机制,这些类都位于java.lang.reflect包中:
    Class类:代表一个类。
    Field 类:代表类的成员变量(成员变量也称为类的属性)。
    Method类:代表类的方法。
    Constructor 类:代表类的构造方法。
    Array类:提供了动态创建数组,以及访问数组的元素的静态方法。
     
    下面给出几个例子看看Reflection API的实际运用:
     
    一、通过Class类获取成员变量、成员方法、接口、超类、构造方法等
     
    在java.lang.Object 类中定义了getClass()方法,因此对于任意一个Java对象,都可以通过此方法获得对象的类型。Class类是Reflection API 中的核心类,它有以下方法
    getName():获得类的完整名字。
    getFields():获得类的public类型的属性。
    getDeclaredFields():获得类的所有属性。
    getMethods():获得类的public类型的方法。
    getDeclaredMethods():获得类的所有方法。
    getMethod(String name, Class[] parameterTypes):获得类的特定方法,name参数指定方法的名字,parameterTypes 参数指定方法的参数类型。
    getConstructors():获得类的public类型的构造方法。
    getConstructor(Class[] parameterTypes):获得类的特定构造方法,parameterTypes 参数指定构造方法的参数类型。
    newInstance():通过类的不带参数的构造方法创建这个类的一个对象。
     
    下面给出一个综合运用的例子:
     
    public class RefConstructor {
     
        public static void main(String args[]) throws Exception {
            RefConstructor ref = new RefConstructor();
            ref.getConstructor();
     
        }
     
        public void getConstructor() throws Exception {
            Class c = null;
            c = Class.forName("java.lang.Long");
            Class cs[] = {java.lang.String.class};
     
            System.out.println(" ------------------------------- ");
     
            Constructor cst1 = c.getConstructor(cs);
            System.out.println("1、通过参数获取指定Class对象的构造方法:");
            System.out.println(cst1.toString());
     
            Constructor cst2 = c.getDeclaredConstructor(cs);
            System.out.println("2、通过参数获取指定Class对象所表示的类或接口的构造方法:");
            System.out.println(cst2.toString());
     
            Constructor cst3 = c.getEnclosingConstructor();
            System.out.println("3、获取本地或匿名类Constructor 对象,它表示基础类的立即封闭构造方法。");
            if (cst3 != null) System.out.println(cst3.toString());
            else System.out.println("-- 没有获取到任何构造方法!");
     
            Constructor[] csts = c.getConstructors();
            System.out.println("4、获取指定Class对象的所有构造方法:");
            for (int i = 0; i < csts.length; i++) {
                System.out.println(csts[i].toString());
            }
     
            System.out.println(" ------------------------------- ");
     
            Type types1[] = c.getGenericInterfaces();
            System.out.println("1、返回直接实现的接口:");
            for (int i = 0; i < types1.length; i++) {
                System.out.println(types1[i].toString());
            }
     
            Type type1 = c.getGenericSuperclass();
            System.out.println("2、返回直接超类:");
            System.out.println(type1.toString());
     
            Class[] cis = c.getClasses();
            System.out.println("3、返回超类和所有实现的接口:");
            for (int i = 0; i < cis.length; i++) {
                System.out.println(cis[i].toString());
            }
     
            Class cs1[] = c.getInterfaces();
            System.out.println("4、实现的接口");
            for (int i = 0; i < cs1.length; i++) {
                System.out.println(cs1[i].toString());
            }
     
            System.out.println(" ------------------------------- ");
     
            Field fs1[] = c.getFields();
            System.out.println("1、类或接口的所有可访问公共字段:");
            for (int i = 0; i < fs1.length; i++) {
                System.out.println(fs1[i].toString());
            }
     
            Field f1 = c.getField("MIN_VALUE");
            System.out.println("2、类或接口的指定已声明指定公共成员字段:");
            System.out.println(f1.toString());
     
            Field fs2[] = c.getDeclaredFields();
            System.out.println("3、类或接口所声明的所有字段:");
            for (int i = 0; i < fs2.length; i++) {
                System.out.println(fs2[i].toString());
            }
     
            Field f2 = c.getDeclaredField("serialVersionUID");
            System.out.println("4、类或接口的指定已声明指定字段:");
            System.out.println(f2.toString());
     
            System.out.println(" ------------------------------- ");
     
            Method m1[] = c.getMethods();
            System.out.println("1、返回类所有的公共成员方法:");
            for (int i = 0; i < m1.length; i++) {
                System.out.println(m1[i].toString());
            }
     
            Method m2 = c.getMethod("longValue", new Class[]{});
            System.out.println("2、返回指定公共成员方法:");
            System.out.println(m2.toString());
     
        }
    }
    输出结果:输出结果很长,这里不再给出。
     
     
    二、运行时复制对象
     
    例程ReflectTester 类进一步演示了Reflection API的基本使用方法。ReflectTester类有一个copy(Object object)方法,这个方法能够创建一个和参数object 同样类型的对象,然后把object对象中的所有属性拷贝到新建的对象中,并将它返回
    这个例子只能复制简单的JavaBean,假定JavaBean 的每个属性都有public 类型的getXXX()和setXXX()方法。
     
    public class ReflectTester {
        public Object copy(Object object) throws Exception {
            // 获得对象的类型
            Class<?> classType = object.getClass();
            System.out.println("Class:" + classType.getName());
     
            // 通过默认构造方法创建一个新的对象
            Object objectCopy = classType.getConstructor(new Class[]{}).newInstance(new Object[]{});
     
            // 获得对象的所有属性
            Field fields[] = classType.getDeclaredFields();
     
            for (int i = 0; i < fields.length; i++) {
                Field field = fields[i];
     
                String fieldName = field.getName();
                String firstLetter = fieldName.substring(0, 1).toUpperCase();
                // 获得和属性对应的getXXX()方法的名字
                String getMethodName = "get" + firstLetter + fieldName.substring(1);
                // 获得和属性对应的setXXX()方法的名字
                String setMethodName = "set" + firstLetter + fieldName.substring(1);
     
                // 获得和属性对应的getXXX()方法
                Method getMethod = classType.getMethod(getMethodName, new Class[]{});
                // 获得和属性对应的setXXX()方法
                Method setMethod = classType.getMethod(setMethodName, new Class[]{field.getType()});
     
                // 调用原对象的getXXX()方法
                Object value = getMethod.invoke(object, new Object[]{});
                System.out.println(fieldName + ":" + value);
                // 调用拷贝对象的setXXX()方法
                setMethod.invoke(objectCopy, new Object[]{value});
            }
            return objectCopy;
        }
     
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            Customer customer = new Customer("Tom", 21);
            customer.setId(new Long(1));
     
            Customer customerCopy = (Customer) new ReflectTester().copy(customer);
            System.out.println("Copy information:" + customerCopy.getId() + " " + customerCopy.getName() + " "
                    + customerCopy.getAge());
        }
    }
     
    class Customer {
        private Long id;
     
        private String name;
     
        private int age;
     
        public Customer() {
        }
     
        public Customer(String name, int age) {
            this.name = name;
            this.age = age;
        }
     
        public Long getId() {
            return id;
        }
     
        public void setId(Long id) {
            this.id = id;
        }
     
        public String getName() {
            return name;
        }
     
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
     
        public int getAge() {
            return age;
        }
     
        public void setAge(int age) {
            this.age = age;
        }
    }
     
    输出结果:
     
    Class:com.langsin.reflection.Customer
    id:1
    name:Tom
    age:21
    Copy information:1 Tom 21
     
    Process finished with exit code 0
     
    解说:
    ReflectTester 类的copy(Object object)方法依次执行以下步骤
    (1)获得对象的类型:
    Class classType=object.getClass();
    System.out.println("Class:"+classType.getName());
     
    (2)通过默认构造方法创建一个新对象:
    Object objectCopy=classType.getConstructor(new Class[]{}).newInstance(new Object[]{});
    以上代码先调用Class类的getConstructor()方法获得一个Constructor 对象,它代表默认的构造方法,然后调用Constructor对象的newInstance()方法构造一个实例。
     
    3)获得对象的所有属性:
    Field fields[]=classType.getDeclaredFields();
    Class 类的getDeclaredFields()方法返回类的所有属性,包括public、protected、默认和private访问级别的属性
     
    (4)获得每个属性相应的getXXX()和setXXX()方法,然后执行这些方法,把原来对象的属性拷贝到新的对象中
     
     
    三、用反射机制调用对象的方法
     
    public class InvokeTester {
        public int add(int param1, int param2) {
            return param1 + param2;
        }
     
        public String echo(String msg) {
            return "echo: " + msg;
        }
     
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            Class<?> classType = InvokeTester.class;
            Object invokeTester = classType.newInstance();
     
            // Object invokeTester = classType.getConstructor(new
            // Class[]{}).newInstance(new Object[]{});
     
     
            //获取InvokeTester类的add()方法
            Method addMethod = classType.getMethod("add", new Class[]{int.class, int.class});
            //调用invokeTester对象上的add()方法
            Object result = addMethod.invoke(invokeTester, new Object[]{new Integer(100), new Integer(200)});
            System.out.println((Integer) result);
     
     
            //获取InvokeTester类的echo()方法
            Method echoMethod = classType.getMethod("echo", new Class[]{String.class});
            //调用invokeTester对象的echo()方法
            result = echoMethod.invoke(invokeTester, new Object[]{"Hello"});
            System.out.println((String) result);
        }
    }
     
     
    在例程InvokeTester类的main()方法中,运用反射机制调用一个InvokeTester对象的add()和echo()方法
     
    add()方法的两个参数为int 类型,获得表示add()方法的Method对象的代码如下:
    Method addMethod=classType.getMethod("add",new Class[]{int.class,int.class});
    Method类的invoke(Object obj,Object args[])方法接收的参数必须为对象,如果参数为基本类型数据,必须转换为相应的包装类型的对象。invoke()方法的返回值总是对象,如果实际被调用的方法的返回类型是基本类型数据,那么invoke()方法会把它转换为相应的包装类型的对象,再将其返回。
     
    在本例中,尽管InvokeTester 类的add()方法的两个参数以及返回值都是int类型,调用add Method 对象的invoke()方法时,只能传递Integer 类型的参数,并且invoke()方法的返回类型也是Integer 类型,Integer 类是int 基本类型的包装类:
     
    Object result=addMethod.invoke(invokeTester,
    new Object[]{new Integer(100),new Integer(200)});
    System.out.println((Integer)result); //result 为Integer类型
     
     
    四、动态创建和访问数组
     
    java.lang.Array 类提供了动态创建和访问数组元素的各种静态方法。
     
    例程ArrayTester1 类的main()方法创建了一个长度为10 的字符串数组,接着把索引位置为5 的元素设为“hello”,然后再读取索引位置为5 的元素的值
     
    public class ArrayTester1 {
        public static void main(String args[]) throws Exception {
            Class<?> classType = Class.forName("java.lang.String");
            // 创建一个长度为10的字符串数组
            Object array = Array.newInstance(classType, 10);
            // 把索引位置为5的元素设为"hello"
            Array.set(array, 5, "hello");
            // 获得索引位置为5的元素的值
            String s = (String) Array.get(array, 5);
            System.out.println(s);
        }
    }
     
     
    例程ArrayTester2 类的main()方法创建了一个 5 x 10 x 15 的整型数组,并把索引位置为[3][5][10] 的元素的值为设37。
     
    public class ArrayTester2 {
        public static void main(String args[]) {
            int[] dims = new int[]{5, 10, 15};
            //创建一个具有指定的组件类型和维度的新数组。
            Object array = Array.newInstance(Integer.TYPE, dims);
           
            Object arrayObj = Array.get(array, 3);
            Class<?> cls = arrayObj.getClass().getComponentType();
            System.out.println(cls);
     
            arrayObj = Array.get(arrayObj, 5);
            Array.setInt(arrayObj, 10, 37);
            int arrayCast[][][] = (int[][][]) array;
            System.out.println(arrayCast[3][5][10]);
        }
    }
     
     
    深入认识Class类
     
    众所周知Java有个Object类,是所有Java类的继承根源,其内声明了数个应该在所有Java类中被改写的方法:hashCode()、equals()、clone()、toString()、getClass()等。其中getClass()返回一个Class类的对象。
     
    Class类十分特殊。它和一般classes一样继承自Object,其实体用以表达Java程序运行时的classes和interfaces,也用来表达enum、array、primitive Java types
    (boolean, byte, char, short, int, long, float, double)以及关键词void。当一个class被加载,或当加载器(class loader)的defineClass()被JVM调用,JVM 便自动产生一个Class object。如果您想借由“修改Java标准库源码”来观察Class object的实际生成时机(例如在Class的constructor内添加一个println()),不能够!因为Class并没有public constructor
     
    Class是Reflection起源。针对任何您想探勘的class,唯有先为它产生一个Class object,接下来才能经由后者唤起为数十多个的Reflection APIs
     
    Java允许我们从多种途径为一个class生成对应的Class对象。参看本人的《 深入研究java.long.Class类 》一文。
     
    欲生成对象实体,在Reflection 动态机制中有两种作法,一个针对“无自变量ctor”,一个针对“带参数ctor”。如果欲调用的是“带参数ctor“就比较麻烦些,不再调用Class的newInstance(),而是调用Constructor 的newInstance()。首先准备一个Class[]做为ctor的参数类型(本例指定
    为一个double和一个int),然后以此为自变量调用getConstructor(),获得一个专属ctor。接下来再准备一个Object[] 做为ctor实参值(本例指定3.14159和125),调用上述专属ctor的newInstance()。
     
    动态生成“Class object 所对应之class”的对象实体;无自变量。
     
    这个动作和上述调用“带参数之ctor”相当类似。首先准备一个Class[]做为参数类型(本例指定其中一个是String,另一个是Hashtable),然后以此为自变量调用getMethod(),获得特定的Method object。接下来准备一个Object[]放置自变量,然后调用上述所得之特定Method object的invoke()。
    为什么获得Method object时不需指定回返类型?
     
    因为method overloading机制要求signature必须唯一,而回返类型并非signature的一个成份。换句话说,只要指定了method名称和参数列,就一定指出了一个独一无二的method。
     
     
    四、运行时变更field内容
     
    与先前两个动作相比,“变更field内容”轻松多了,因为它不需要参数和自变量。首先调用Class的getField()并指定field名称。获得特定的Field object之后便可直接调用Field的get()和set()。
     
    public class RefFiled {
        public double x;
        public Double y;
     
        public static void main(String args[]) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
            Class c = RefFiled.class;
            Field xf = c.getField("x");
            Field yf = c.getField("y");
     
            RefFiled obj = new RefFiled();
     
            System.out.println("变更前x=" + xf.get(obj));
            //变更成员x值
            xf.set(obj, 1.1);
            System.out.println("变更后x=" + xf.get(obj));
     
            System.out.println("变更前y=" + yf.get(obj));
            //变更成员y值
            yf.set(obj, 2.1);
            System.out.println("变更后y=" + yf.get(obj));
        }
    }
     
    运行结果:
     
    变更前x=0.0
    变更后x=1.1
    变更前y=null
    变更后y=2.1
     
    Process finished with exit code 0
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