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Java 编程基础之反射解析


 

本文主要针对java反射进行学习,以java.lang.reflect包中的接口和类进行学习和理解。文章目录如下:

java反射概念
java反射包接口详解
java发射包中类详解
java反射的应用例子
一:java反射概念

JAVA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。
java反射能起到的作用:

在运行中分析类的能力,即动态获取类的基本情况;
通过反射机制访问java对象的属性,方法,构造方法等;
主要是为工具构造者提供的便利机制。

二:java反射包中的接口

1:AnnotatedElement
java.lang.reflect.AnnotatedElement接口是所有程序元素(例如java.lang.Class、java.lang.reflect.Method、java.lang.reflect.Constructor等)的父接口。该接口主要是功能是是获取指定元素上所有类型注解、判断指定元素上是否有指定的注解。下边举例:本文定义一个MyTag注解,然后使用AnnotatedElement接口提供的isAnnotationPresent(Class<? extends Annotation> annotationClass)方法来判断指定方法上是否有该注解。

定义公共实体类Person

public class Person {
    private String name;
    private Integer age;
    private String address;
    public Person() {
        // TODO Auto-generated constructor stub
        setName("peter");
    }
    public Person(String name,Integer age,String address) {
        this.address=address;
        this.age=age;
        this.name=name;
       
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public Integer getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }
    public String getAddress() {
        return address;
    }
    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }
    @MyTag(name="peter")
    public void getInfo()
    {
        System.out.println("I am student!");
    }
    @Override
    public String toString() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return "Person:"+name+";"+address+";"+age;
    }
}
自定义注解

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface MyTag {
     String name() default "test";
}
测试端

public class AnnotatedElementTest {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, SecurityException {
        // TODO Auto-generated method stub
        Class<?> person=Class.forName("com.csu.reflect.Person");
        boolean result=person.getMethod("getInfo", null).isAnnotationPresent( MyTag.class);     
        System.out.println(result);
    }
}
运行结果:

true
   通过上述例子发现,该接口为java反射获取类元素注解信息提供方法,通过该接口可以方便的获取类、方法、变量等上边的注解类型、名称等。
2:InvocationHandler接口
InvocationHandler接口主要为用户创建动态代理,即每一个代理都需要实现该接口,它只有一个方法:invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)。

proxy:在其上调用方法的代理实例;
method:对应于在代理实例上调用的接口方法的 Method 实例;
args:包含传入代理实例上方法调用的参数值的对象数组,如果接口方法不使用参数,则为 null


下面创建一个动态代理,来说明该接口的使用过程:
创建日志处理接口及实现
```
public interface LogInfo {
public void recordLog ();
public void getLength();
}

public class RealLogInfo implements LogInfo{

@Override
public void recordLog() {
    // TODO Auto-generated method stub
    System.out.println("记录系统运行的日志!");
}

@Override
public void getLength() {
    // TODO Auto-generated method stub
    System.out.println("获取日志长度!");
}
}

import java.lang.reflect.Method;
public class DynamicLogProxy implements InvocationHandler{

private Object infoObject;
public DynamicLogProxy(Object object) {
    // TODO Auto-generated constructor stub
    this.infoObject=object;
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    // TODO Auto-generated method stub
    //对象方法执行前调用一些方法,如spring的AOP
    System.out.println("Before happen something!");
    method.invoke(infoObject, args);
    System.out.println("After happen something!");
    return null;
}
}

*测试端:*
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Proxy;
public class InvocationHandlerDemo {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
//真实对象
LogInfo realInfo=new RealLogInfo();
InvocationHandler handler=new DynamicLogProxy(realInfo);
//通过Proxy的newProxyInstance方法来创建我们的代理对象
LogInfo info=(LogInfo)Proxy.newProxyInstance(handler.getClass().getClassLoader(), realInfo.getClass().getInterfaces(), handler);
System.out.println(info.getClass().getName());
info.recordLog();
info.getLength();
}
}

*运行结果:*
com.sun.proxy.(Proxy0 Before happen something! 记录系统运行的日志! After happen something! -------------------- Before happen something! 获取日志长度! After happen something! ``` 从运行结果中发现:info实例获取的类名称竟然是)Proxy0,是的这就是代理的独特之处,在jvm中对代理类进行了统一的命名管理。同时我们发现,通过代理我们可以在方法运行前后进行一些特殊逻辑处理,Spring AOP正式使用这种思想。

三:java反射包中的类

AccessibleObject:设置反射过程元素是否通过java安全检查,默认未false,它是类Field, Method, Constructor, ReflectPermission 父类;
Array:主要用于动态的创建数字,当反射方法参数是数组时,可以使用Array来赋值。
Field:主要获取类中字段信息
Method:主要获取类中方法信息
Constructor:获取类中所有构造器函数信息
Modifier:获取类元素的权限访问标识
通过上述类中方法的调用,通过反射动态的获取类中所有信息,下面通过三个实例来说明java反射包中类的使用方法。
实例一:获取某个类的所有信息

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

/**
 *通过反射方法获取类中详细信息
 */
public class GetClassInfoByReflect {
    /**
     * 获取类中所有构造函数
     */
    @SuppressWarnings("rawtypes")
    public static void getAllConstructors(Class clazz)
    {
        Constructor[] constructors=clazz.getConstructors();
        for(Constructor c:constructors)
        {
            String name=c.getName();
            System.out.print("  ");
            String modifiers=Modifier.toString(clazz.getModifiers());
            if(modifiers.length()>0)
                System.out.print(modifiers+" ");
            System.out.print(name+"(");
            Class []paramTypes=c.getParameterTypes();
            for(int i=0;i<paramTypes.length;i++)
            {
                if(i>0)
                    System.out.print(", ");
                System.out.print(paramTypes[i].getName());
            }
            System.out.println(");");
        }
    }
    /**
     * 获取类中所用方法
     * @param clazz
     */
    @SuppressWarnings("rawtypes")
    public static void getAllMethods(Class clazz)
    {
        Method[] methods=clazz.getMethods();
        for(Method m:methods)
        {
            Class returntype=m.getReturnType();
            String name=m.getName();
            System.out.print("  ");
            String modifiers=Modifier.toString(m.getModifiers());
            if(modifiers.length()>0)
                System.out.print(modifiers+" ");
            System.out.print(returntype.getName()+" "+name+"(");
            Class [] paramTypes=m.getParameterTypes();
            for(int i=0;i<paramTypes.length;i++)
            {
                if(i>0)
                    System.out.print(",");
                System.out.print(paramTypes[i].getName());
            }
            System.out.println(");");
        }
    }
    /**
     *  获取类中所有字段信息
     * @param clazz
     */
    @SuppressWarnings("rawtypes")
    public static void getAllFields(Class clazz)
    {
        Field [] fields=clazz.getDeclaredFields();
        for(Field f:fields)
        {
            Class type=f.getType();
            String name=f.getName();
            System.out.print(" ");
            String modifier=Modifier.toString(f.getModifiers());
            if(modifier.length()>0)
                System.out.print(modifier+" ");
            System.out.println(type.getName()+" "+name+";");           
        }
    }
}
测试端实例:

public class ReflectTest {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        // TODO Auto-generated method stub
        Class clazz=Class.forName("com.csu.reflect.Person");
        System.out.println("构造函数");
        GetClassInfoByReflect.getAllConstructors(clazz);
        System.out.println("类函数");
        GetClassInfoByReflect.getAllMethods(clazz);
        System.out.println("成员变量");
        GetClassInfoByReflect.getAllFields(clazz);
    }
}
运行结果:

构造函数
  public com.csu.reflect.Person();
  public com.csu.reflect.Person(java.lang.String, java.lang.Integer, java.lang.String);
类函数
  public java.lang.String toString();
  public java.lang.String getAddress();
  public java.lang.String getName();
  public void setName(java.lang.String);
  public java.lang.Integer getAge();
  public void getInfo();
  public void setAge(java.lang.Integer);
  public void setAddress(java.lang.String);
  public final void wait(long,int);
  public final native void wait(long);
  public final void wait();
  public boolean equals(java.lang.Object);
  public native int hashCode();
  public final native java.lang.Class getClass();
  public final native void notify();
  public final native void notifyAll();
成员变量
 private java.lang.String name;
 private java.lang.Integer age;
 private java.lang.String address;

实例二:使用反射类Array实现所有数组拷贝

public class GenericCopyArray {
    /**
     * 通用数组拷贝方法
     * @param array
     * @param length
     * @return
     */
    @SuppressWarnings("rawtypes")
    public static Object copyArray(Object array,int newlength)
    {
        Class clazz=array.getClass();
        if(!clazz.isArray())
            return null;
        Class type=clazz.getComponentType();
        int length=Array.getLength(array);
        Object newArray=Array.newInstance(type, newlength);
        System.arraycopy(array, 0, newArray, 0, Math.min(length, newlength));
        return newArray;
    }
}
测试端实例:

import java.util.Arrays;

public class Arraytest {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        /**
         * GenericCopyArray.copyArray不仅可以对象数组,还可以扩展任意类型的数组
         */
     int[] a={1,2,3};
     a=(int[])GenericCopyArray.copyArray(a, 2);
     System.out.println(Arrays.toString(a));
    
     Person person1=new Person("zp", 28, "changsha");
     Person person2=new Person("wang", 29, "shandong");
     Person person3=new Person("liu", 29, "wuhan");
     Person [] persons={person1,person2};
     Person []personCopy=(Person[])GenericCopyArray.copyArray(persons,2);
     System.out.println("拷贝结果:"+Arrays.toString(personCopy));
     //改变拷贝数字的值
     personCopy[0]=person3;
     System.out.println("改变拷贝结果"+Arrays.toString(personCopy));
     System.out.println("原始结果未发生变化:"+Arrays.toString(persons));
    }
    }
运行结果:

[1, 2]
拷贝结果:[Person:zp;address;28, Person:wang;address;29]
改变拷贝结果[Person:liu;address;29, Person:wang;address;29]
原始结果未发生变化:[Person:zp;address;28, Person:wang;address;29]
通过运行实例发现:通过这种方式不仅能够拷贝对象数组,而且可以扩展为任意类型数组。

实例三:通过Array给反射调用方法赋值

public class Target {
   
    public void printValue(String[] values)
    {
        for(String value:values)
        {
            System.out.println(value);
        }
    }

}
测试端:

public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
       Class<Target> clazz =Target.class;
       try {
        Object object=clazz.newInstance();
        Method printValue=clazz.getMethod("printValue", String[].class);
        Object array=Array.newInstance(String.class, 2);
        Array.set(array, 0, "blue");
        Array.set(array, 1, "green");
        printValue.invoke(object, array);
    } catch (Exception e) {
        // TODO: handle exception
        e.printStackTrace();
    }
    }
运行结果:

blue
green