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  • java 反射机制的概念

    java 反射 定义 功能 示例
    概要：

    Java反射机制详解

    | |目录

    • 1反射机制是什么
    • 2反射机制能做什么
    • 3反射机制的相关API
    • ·通过一个对象获得完整的包名和类名
    • ·实例化Class类对象
    • ·获取一个对象的父类与实现的接口
    • ·获取某个类中的全部构造函数 - 详见下例
    • ·通过反射机制实例化一个类的对象
    • ·获取某个类的全部属性
    • ·获取某个类的全部方法
    • ·通过反射机制调用某个类的方法
    • ·通过反射机制操作某个类的属性
    • ·反射机制的动态代理
    • 4反射机制的应用实例
    • ·在泛型为Integer的ArrayList中存放一个String类型的对象。
    • ·通过反射取得并修改数组的信息
    • ·通过反射机制修改数组的大小
    • ·将反射机制应用于工厂模式

    1反射机制是什么

    反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制。 加载类，并解剖类的各个组成部分

    2反射机制能做什么

    反射机制主要提供了以下功能： 

    • 在运行时判断任意一个对象所属的类；

    • 在运行时构造任意一个类的对象；

    • 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法；

    • 在运行时调用任意一个对象的方法；

    • 生成动态代理。

    3反射机制的相关API

    通过一个对象获得完整的包名和类名

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    package net.xsoftlab.baike;
    public class TestReflect {
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            TestReflect testReflect = new TestReflect();
            System.out.println(testReflect.getClass().getName());
            // 结果 net.xsoftlab.baike.TestReflect
        }
    }

    实例化Class类对象

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    package net.xsoftlab.baike;
    public class TestReflect {
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            Class<?> class1 = null;
            Class<?> class2 = null;
            Class<?> class3 = null;
            // 一般采用这种形式
            class1 = Class.forName("net.xsoftlab.baike.TestReflect");
            class2 = new TestReflect().getClass();
            class3 = TestReflect.class;
            System.out.println("类名称   " + class1.getName());
            System.out.println("类名称   " + class2.getName());
            System.out.println("类名称   " + class3.getName());
        }
    }

    获取一个对象的父类与实现的接口

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    package net.xsoftlab.baike;
    import java.io.Serializable;
    public class TestReflect implements Serializable {
        private static final long serialVersionUID = -2862585049955236662L;
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            Class<?> clazz = Class.forName("net.xsoftlab.baike.TestReflect");
            // 取得父类
            Class<?> parentClass = clazz.getSuperclass();
            System.out.println("clazz的父类为：" + parentClass.getName());
            // clazz的父类为： java.lang.Object
            // 获取所有的接口
            Class<?> intes[] = clazz.getInterfaces();
            System.out.println("clazz实现的接口有：");
            for (int i = 0; i < intes.length; i++) {
                System.out.println((i + 1) + "：" + intes[i].getName());
            }
            // clazz实现的接口有：
            // 1：java.io.Serializable
        }
    }

    获取某个类中的全部构造函数 - 详见下例

    通过反射机制实例化一个类的对象

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    package net.xsoftlab.baike;
    import java.lang.reflect.Constructor;
    public class TestReflect {
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            Class<?> class1 = null;
            class1 = Class.forName("net.xsoftlab.baike.User");
            // 第一种方法，实例化默认构造方法，调用set赋值
            User user = (User) class1.newInstance();
            user.setAge(20);
            user.setName("Rollen");
            System.out.println(user);
            // 结果 User [age=20, name=Rollen]
            // 第二种方法 取得全部的构造函数 使用构造函数赋值
            Constructor<?> cons[] = class1.getConstructors();
            // 查看每个构造方法需要的参数
            for (int i = 0; i < cons.length; i++) {
                Class<?> clazzs[] = cons[i].getParameterTypes();
                System.out.print("cons[" + i + "] (");
                for (int j = 0; j < clazzs.length; j++) {
                    if (j == clazzs.length - 1)
                        System.out.print(clazzs[j].getName());
                    else
                        System.out.print(clazzs[j].getName() + ",");
                }
                System.out.println(")");
            }
            // 结果
            // cons[0] (java.lang.String)
            // cons[1] (int,java.lang.String)
            // cons[2] ()
            user = (User) cons[0].newInstance("Rollen");
            System.out.println(user);
            // 结果 User [age=0, name=Rollen]
            user = (User) cons[1].newInstance(20, "Rollen");
            System.out.println(user);
            // 结果 User [age=20, name=Rollen]
        }
    }
    class User {
        private int age;
        private String name;
        public User() {
            super();
        }
        public User(String name) {
            super();
            this.name = name;
        }
        public User(int age, String name) {
            super();
            this.age = age;
            this.name = name;
        }
        public int getAge() {
            return age;
        }
        public void setAge(int age) {
            this.age = age;
        }
        public String getName() {
            return name;
        }
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
        @Override
        public String toString() {
            return "User [age=" + age + ", name=" + name + "]";
        }
    }

    获取某个类的全部属性

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    package net.xsoftlab.baike;
    import java.io.Serializable;
    import java.lang.reflect.Field;
    import java.lang.reflect.Modifier;
    public class TestReflect implements Serializable {
        private static final long serialVersionUID = -2862585049955236662L;
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            Class<?> clazz = Class.forName("net.xsoftlab.baike.TestReflect");
            System.out.println("===============本类属性===============");
            // 取得本类的全部属性
            Field[] field = clazz.getDeclaredFields();
            for (int i = 0; i < field.length; i++) {
                // 权限修饰符
                int mo = field[i].getModifiers();
                String priv = Modifier.toString(mo);
                // 属性类型
                Class<?> type = field[i].getType();
                System.out.println(priv + " " + type.getName() + " " + field[i].getName() + ";");
            }
             
            System.out.println("==========实现的接口或者父类的属性==========");
            // 取得实现的接口或者父类的属性
            Field[] filed1 = clazz.getFields();
            for (int j = 0; j < filed1.length; j++) {
                // 权限修饰符
                int mo = filed1[j].getModifiers();
                String priv = Modifier.toString(mo);
                // 属性类型
                Class<?> type = filed1[j].getType();
                System.out.println(priv + " " + type.getName() + " " + filed1[j].getName() + ";");
            }
        }
    }

    获取某个类的全部方法

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    package net.xsoftlab.baike;
    import java.io.Serializable;
    import java.lang.reflect.Method;
    import java.lang.reflect.Modifier;
    public class TestReflect implements Serializable {
        private static final long serialVersionUID = -2862585049955236662L;
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            Class<?> clazz = Class.forName("net.xsoftlab.baike.TestReflect");
            Method method[] = clazz.getMethods();
            for (int i = 0; i < method.length; ++i) {
                Class<?> returnType = method[i].getReturnType();
                Class<?> para[] = method[i].getParameterTypes();
                int temp = method[i].getModifiers();
                System.out.print(Modifier.toString(temp) + " ");
                System.out.print(returnType.getName() + "  ");
                System.out.print(method[i].getName() + " ");
                System.out.print("(");
                for (int j = 0; j < para.length; ++j) {
                    System.out.print(para[j].getName() + " " + "arg" + j);
                    if (j < para.length - 1) {
                        System.out.print(",");
                    }
                }
                Class<?> exce[] = method[i].getExceptionTypes();
                if (exce.length > 0) {
                    System.out.print(") throws ");
                    for (int k = 0; k < exce.length; ++k) {
                        System.out.print(exce[k].getName() + " ");
                        if (k < exce.length - 1) {
                            System.out.print(",");
                        }
                    }
                } else {
                    System.out.print(")");
                }
                System.out.println();
            }
        }
    }

    通过反射机制调用某个类的方法

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    package net.xsoftlab.baike;
    import java.lang.reflect.Method;
    public class TestReflect {
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            Class<?> clazz = Class.forName("net.xsoftlab.baike.TestReflect");
            // 调用TestReflect类中的reflect1方法
            Method method = clazz.getMethod("reflect1");
            method.invoke(clazz.newInstance());
            // Java 反射机制 - 调用某个类的方法1.
            // 调用TestReflect的reflect2方法
            method = clazz.getMethod("reflect2", int.class, String.class);
            method.invoke(clazz.newInstance(), 20, "张三");
            // Java 反射机制 - 调用某个类的方法2.
            // age -> 20. name -> 张三
        }
        public void reflect1() {
            System.out.println("Java 反射机制 - 调用某个类的方法1.");
        }
        public void reflect2(int age, String name) {
            System.out.println("Java 反射机制 - 调用某个类的方法2.");
            System.out.println("age -> " + age + ". name -> " + name);
        }
    }

    通过反射机制操作某个类的属性

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    package net.xsoftlab.baike;
    import java.lang.reflect.Field;
    public class TestReflect {
        private String proprety = null;
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            Class<?> clazz = Class.forName("net.xsoftlab.baike.TestReflect");
            Object obj = clazz.newInstance();
            // 可以直接对 private 的属性赋值
            Field field = clazz.getDeclaredField("proprety");
            field.setAccessible(true);
            field.set(obj, "Java反射机制");
            System.out.println(field.get(obj));
        }
    }

    反射机制的动态代理

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    // 获取类加载器的方法
    TestReflect testReflect = new TestReflect();
            System.out.println("类加载器  " + testReflect.getClass().getClassLoader().getClass().getName());
    package net.xsoftlab.baike;
    import java.lang.reflect.InvocationHandler;
    import java.lang.reflect.Method;
    import java.lang.reflect.Proxy;
    //定义项目接口
    interface Subject {
        public String say(String name, int age);
    }
    // 定义真实项目
    class RealSubject implements Subject {
        public String say(String name, int age) {
            return name + "  " + age;
        }
    }
    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;
        }
    }
    /**
     * 在java中有三种类类加载器。
     * 
     * 1）Bootstrap ClassLoader 此加载器采用c++编写，一般开发中很少见。
     * 
     * 2）Extension ClassLoader 用来进行扩展类的加载，一般对应的是jrelibext目录中的类
     * 
     * 3）AppClassLoader 加载classpath指定的类，是最常用的加载器。同时也是java中默认的加载器。
     * 
     * 如果想要完成动态代理，首先需要定义一个InvocationHandler接口的子类，已完成代理的具体操作。
     * 
     * @author xsoftlab.net
     * 
     */
    public class TestReflect {
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            MyInvocationHandler demo = new MyInvocationHandler();
            Subject sub = (Subject) demo.bind(new RealSubject());
            String info = sub.say("Rollen", 20);
            System.out.println(info);
        }
    }

    4反射机制的应用实例

    在泛型为Integer的ArrayList中存放一个String类型的对象。

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    package net.xsoftlab.baike;
    import java.lang.reflect.Method;
    import java.util.ArrayList;
    public class TestReflect {
        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反射机制实例。");
            System.out.println(list.get(0));
        }
    }

    通过反射取得并修改数组的信息

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    package net.xsoftlab.baike;
    import java.lang.reflect.Array;
    public class TestReflect {
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            int[] temp = { 1, 2, 3, 4, 5 };
            Class<?> demo = temp.getClass().getComponentType();
            System.out.println("数组类型： " + demo.getName());
            System.out.println("数组长度  " + Array.getLength(temp));
            System.out.println("数组的第一个元素: " + Array.get(temp, 0));
            Array.set(temp, 0, 100);
            System.out.println("修改之后数组第一个元素为： " + Array.get(temp, 0));
        }
    }

    通过反射机制修改数组的大小

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    package net.xsoftlab.baike;
    import java.lang.reflect.Array;
    public class TestReflect {
        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);
        }
        // 修改数组大小
        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;
        }
        // 打印
        public static void print(Object obj) {
            Class<?> c = obj.getClass();
            if (!c.isArray()) {
                return;
            }
            System.out.println("数组长度为： " + Array.getLength(obj));
            for (int i = 0; i < Array.getLength(obj); i++) {
                System.out.print(Array.get(obj, i) + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }

    将反射机制应用于工厂模式

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    package net.xsoftlab.baike;
    interface fruit {
        public abstract void eat();
    }
    class Apple implements fruit {
        public void eat() {
            System.out.println("Apple");
        }
    }
    class Orange implements fruit {
        public void eat() {
            System.out.println("Orange");
        }
    }
    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;
        }
    }
    /**
     * 对于普通的工厂模式当我们在添加一个子类的时候，就需要对应的修改工厂类。 当我们添加很多的子类的时候，会很麻烦。
     * Java 工厂模式可以参考
     * http://baike.xsoftlab.net/view/java-factory-pattern
     * 
     * 现在我们利用反射机制实现工厂模式，可以在不修改工厂类的情况下添加任意多个子类。
     * 
     * 但是有一点仍然很麻烦，就是需要知道完整的包名和类名，这里可以使用properties配置文件来完成。
     * 
     * java 读取 properties 配置文件 的方法可以参考
     * http://baike.xsoftlab.net/view/java-read-the-properties-configuration-file
     * 
     * @author xsoftlab.net
     */
    public class TestReflect {
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            fruit f = Factory.getInstance("net.xsoftlab.baike.Apple");
            if (f != null) {
                f.eat();
            }
        }
    }
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