Java反射机制的实现原理

反射机制:所谓的反射机制就是java语言在运行时拥有一项自观的能力。通过这种能力可以彻底的了解自身的情况为下一步的动作做准备。下面具体介绍一下java的反射机制。这里你将颠覆原来对java的理解。

Java的反射机制的实现要借助于4个类：class，Constructor，Field，Method；其中class代表的时类对象，Constructor－类的构造器对象，Field－类的属性对象，Method－类的方法对象。通过这四个对象我们可以粗略的看到一个类的各个组成部分。

Class：程序运行时，java运行时系统会对所有的对象进行运行时类型的处理。这项信息记录了每个对象所属的类，虚拟机通常使用运行时类型信息选择正确的方法来执行(摘自：白皮书)。但是这些信息我们怎么得到啊，就要借助于class类对象了啊。在Object类中定义了getClass()方法。我们可以通过这个方法获得指定对象的类对象。

Java反射机制主要提供了以下功能：

1.在运行时判断任意一个对象所属的类。

2.在运行时构造任意一个类的对象。

3.在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。

4.在运行时调用任意一个对象的方法。

Reflection是Java被视为动态(或准动态)语言的一个关键性质。

这个机制允许程序在运行时透过Reflection APIs取得任何一个已知名称的class的内部信息。

包括其modifiers(诸如public、static等)、 superclass(例如Object)、实现了的 interfaces (例如Serializable)、也包括其fields和methods的所有信息，并可于运行时改变fields内容或调用methods。

然后我们通过分析这个对象就可以得到我们要的信息了。

比如：ArrayList arrayList;

Class clazz = arrayList.getClass();

然后我来处理这个对象clazz。

当然了Class类具有很多的方法，这里重点将和Constructor，Field，Method类有关系的方法。

Reflection 是 Java 程序开发语言的特征之一，它允许运行中的 Java 程序对自身进行检查，或者说“自审”，并能直接操作程序的内部属性。Java 的这一能力在实际应用中也许用得不是很多，但是个人认为要想对java有个更加深入的了解还是应该掌握的。

1．检测类：

reflection的工作机制

考虑下面这个简单的例子，让我们看看 reflection 是如何工作的。

import java.lang.reflect.Method;

public class DumpMethods {

public static void main(String args[]) {

try {

Class c = Class.forName(args[0]);

Method m[] = c.getDeclaredMethods();

for (int i = 0; i < m.length; i++)

System.out.println(m[i].toString());

} catch (Throwable e) {

System.err.println(e);

}

}

}

按如下语句执行：

java DumpMethods java.util.ArrayList

这个程序使用 Class.forName 载入指定的类，然后调用 getDeclaredMethods 来获取这个类中定义了的方法列表。java.lang.reflect.Methods 是用来描述某个类中单个方法的一个类。

Java类反射中的主要方法

对于以下三类组件中的任何一类来说 -- 构造函数、字段和方法 -- java.lang.Class 提供四种独立的反射调用，以不同的方式来获得信息。调用都遵循一种标准格式。以下是用于查找构造函数的一组反射调用：

Constructor getConstructor(Class[] params) -- 获得使用特殊的参数类型的公共构造函数，

Constructor[] getConstructors() -- 获得类的所有公共构造函数

Constructor getDeclaredConstructor(Class[] params) -- 获得使用特定参数类型的构造函数(与接入级别无关)

Constructor[] getDeclaredConstructors() -- 获得类的所有构造函数(与接入级别无关)

获得字段信息的Class 反射调用不同于那些用于接入构造函数的调用，在参数类型数组中使用了字段名：

Field getField(String name) -- 获得命名的公共字段

Field[] getFields() -- 获得类的所有公共字段

Field getDeclaredField(String name) -- 获得类声明的命名的字段

Field[] getDeclaredFields() -- 获得类声明的所有字段

用于获得方法信息函数：

Method getMethod(String name, Class[] params) -- 使用特定的参数类型，获得命名的公共方法

Method[] getMethods() -- 获得类的所有公共方法

Method getDeclaredMethod(String name, Class[] params) -- 使用特写的参数类型，获得类声明的命名的方法

Method[] getDeclaredMethods() -- 获得类声明的所有方法

使用 Reflection：

用于 reflection 的类，如 Method，可以在 java.lang.relfect 包中找到。使用这些类的时候必须要遵循三个步骤：第一步是获得你想操作的类的 java.lang.Class 对象。在运行中的 Java 程序中，用 java.lang.Class 类来描述类和接口等。

下面就是获得一个 Class 对象的方法之一：

Class c = Class.forName("java.lang.String");

这条语句得到一个 String 类的类对象。还有另一种方法，如下面的语句：

Class c = int.class; 或者  Class c = Integer.TYPE;

它们可获得基本类型的类信息。其中后一种方法中访问的是基本类型的封装类 (如 Intege ) 中预先定义好的 TYPE 字段。

第二步是调用诸如 getDeclaredMethods 的方法，以取得该类中定义的所有方法的列表。

一旦取得这个信息，就可以进行第三步了——使用 reflection API 来操作这些信息，如下面这段代码：

Class c = Class.forName("java.lang.String");

Method m[] = c.getDeclaredMethods();

System.out.println(m[0].toString());

它将以文本方式打印出 String 中定义的第一个方法的原型。

处理对象：

a.创建一个Class对象

b.通过getField 创建一个Field对象

c.调用Field.getXXX(Object)方法(XXX是Int,Float等，如果是对象就省略；Object是指实例).

例如：

import java.lang.reflect.*;

import java.awt.*;

public class SampleGet {

public static void main(String[] args) {

Rectangle r = new Rectangle(100, 325);

printHeight(r);

}

static void printHeight(Rectangle r) {

Field heightField;

Integer heightValue;

Class c = r.getClass();

try {

heightField = c.getField("height");

heightValue = (Integer) heightField.get(r);

System.out.println("Height: " + heightValue.toString());

} catch (NoSuchFieldException e) {

System.out.println(e);

} catch (SecurityException e) {

System.out.println(e);

} catch (IllegalAccessException e) {

System.out.println(e);

}

}

}

生成对象

1.先获得Class对象，然后通过该Class对象的newInstance()方法直接生成即可：

Class> classType = String.class;

Object obj = classType.newInstance();

2.先获得Class对象，然后通过该对象获得对应的Constructor对象，再通过该Constructor对象的newInstance()方法生成(其中Customer是一个自定义的类，有一个无参数的构造方法，也有带参数的构造方法)：

Class> classType = Customer.class;

// 获得Constructor对象,此处获取第一个无参数的构造方法的

Constructor cons = classType.getConstructor(new Class[] {});

// 通过构造方法来生成一个对象

Object obj = cons.newInstance(new Object[] {});

3.若想通过类的带参数的构造方法生成对象，只能使用下面这一种方式：

(Customer为一个自定义的类，有无参数的构造方法，也有一个带参数的构造方法，传入字符串和整型)

Class> classType = Customer.class;

Constructor cons2 = classType.getConstructor(new Class[] {String.class, int.class});

Object obj2 = cons2.newInstance(new Object[] {"ZhangSan",20});

可以看出调用构造方法生成对象的方法和调用一般方法的类似，不同的是从Class对象获取Constructor对象时不需要指定名字，而获取Method对象时需要指定名字