Java反射之java.lang.reflect.Method

前一篇文章讲了Class中的成员变量（java.lang.reflect.Field）的常用使用方式以及其注意事项。我们接着讲Class中的方法(java.lang.reflect.Method)。

介绍

方法就是一段可执行的代码，可以是被继承而来的，也可以进行重载和重写，或者被编译器强制隐藏。但是相反的，反射代码是使方法选择被限制在一个特定的类中，而不考虑它的父类，虽然我们有办法查找到它的父类，但是这不是方法的反射能做到的，所以这里很容易引起问题。

获取Method的声明

方法的声明包括方法名称、描述符、参数、返回类型和异常表。类java.lang.reflect.Method 提供可以获取这些信息的方式。
1. 获取方法的名称
String getName()
2. 获取方法的描述符
int getModifiers() 返回值可以参见上一篇文章的介绍。
3. 返回方法的返回值类型
Class<?> getReturnType()
Type getGenericReturnType
4. 返回方法的参数（列表）
Class<?>[] getParameterTypes()
Type[] getGenericParameterTypes()
5. 返回方法的异常信息
Class<?>[] getExceptionTypes()
Type[] getGenericExceptionTypes()
为什么获取方法的参数、返回值类型和异常表会有两个方法呢？因为带有Generic是返回声明的类型，即使这个声明的类型是泛型，也会返回泛型标识符，而不会返回真正的类型，上一篇文章讲过的泛型擦除有介绍这点。
口说无凭，举个例子吧。

public class MethodSpy {private static final String  fmt = "%24s: %s%n";// for the morbidly curious<E extends RuntimeException> void genericThrow() throws E {}public static void main(String... args) {try {Class<?> c = Class.forName(args[0]);Method[] allMethods = c.getDeclaredMethods();for (Method m : allMethods) {if (!m.getName().equals(args[1])) {continue;}out.format("%s%n", m.toGenericString());out.format(fmt, "ReturnType", m.getReturnType());out.format(fmt, "GenericReturnType", m.getGenericReturnType());Class<?>[] pType  = m.getParameterTypes();Type[] gpType = m.getGenericParameterTypes();for (int i = 0; i < pType.length; i++) {out.format(fmt,"ParameterType", pType[i]);out.format(fmt,"GenericParameterType", gpType[i]);}Class<?>[] xType  = m.getExceptionTypes();Type[] gxType = m.getGenericExceptionTypes();for (int i = 0; i < xType.length; i++) {out.format(fmt,"ExceptionType", xType[i]);out.format(fmt,"GenericExceptionType", gxType[i]);}}} catch (ClassNotFoundException x) {x.printStackTrace();}}
}

这个例子的大致意思是输入一个类，以及要获取方法信息的方法名。
输入结果:
1. java.lang.Class的getConstructor方法

$ java MethodSpy java.lang.Class getConstructor
public java.lang.reflect.Constructor<T> java.lang.Class.getConstructor(java.lang.Class<?>[]) throws java.lang.NoSuchMethodException,java.lang.SecurityExceptionReturnType: class java.lang.reflect.ConstructorGenericReturnType: java.lang.reflect.Constructor<T>ParameterType: class [Ljava.lang.Class;GenericParameterType: java.lang.Class<?>[]ExceptionType: class java.lang.NoSuchMethodExceptionGenericExceptionType: class java.lang.NoSuchMethodExceptionExceptionType: class java.lang.SecurityExceptionGenericExceptionType: class java.lang.SecurityException

java.lang.Class的cast方法

$ java MethodSpy java.lang.Class cast
public T java.lang.Class.cast(java.lang.Object)ReturnType: class java.lang.ObjectGenericReturnType: TParameterType: class java.lang.ObjectGenericParameterType: class java.lang.Object

cast方法的返回值是就是泛型，标识符是”T”，所以getGenericReturnType()方法会返回T，而getReturnType()则返回java.lang.Object，也就是泛型擦除之后的类型。
3. java.io.PrintStream的format方法

$ java MethodSpy java.io.PrintStream format
public java.io.PrintStream java.io.PrintStream.format(java.util.Locale,java.lang.String,java.lang.Object[])ReturnType: class java.io.PrintStreamGenericReturnType: class java.io.PrintStreamParameterType: class java.util.LocaleGenericParameterType: class java.util.LocaleParameterType: class java.lang.StringGenericParameterType: class java.lang.StringParameterType: class [Ljava.lang.Object;GenericParameterType: class [Ljava.lang.Object;
public java.io.PrintStream java.io.PrintStream.format(java.lang.String,java.lang.Object[])ReturnType: class java.io.PrintStreamGenericReturnType: class java.io.PrintStreamParameterType: class java.lang.StringGenericParameterType: class java.lang.StringParameterType: class [Ljava.lang.Object;GenericParameterType: class [Ljava.lang.Object;

获取参数的信息

我们单独拿出一章讲解获取参数的信息是因为参数比较特殊，为了安全和内存考虑，class的字节码文件里并不会存储参数的名称，比如一些参数名，如secret或password，可能会公开有关安全敏感方法的信息，比如很长的参数，存储其参数名会引起内存暴增。
当然我们执行时加上-parameters参数，可以强制存储其参数名称，默认情况下是不会存储的。
官方有一个打印参数的demo代码:

public class MethodParameterSpy {private static final String  fmt = "%24s: %s%n";// for the morbidly curious<E extends RuntimeException> void genericThrow() throws E {}public static void printClassConstructors(Class c) {Constructor[] allConstructors = c.getConstructors();out.format(fmt, "Number of constructors", allConstructors.length);for (Constructor currentConstructor : allConstructors) {printConstructor(currentConstructor);}  Constructor[] allDeclConst = c.getDeclaredConstructors();out.format(fmt, "Number of declared constructors",allDeclConst.length);for (Constructor currentDeclConst : allDeclConst) {printConstructor(currentDeclConst);}          }public static void printClassMethods(Class c) {Method[] allMethods = c.getDeclaredMethods();out.format(fmt, "Number of methods", allMethods.length);for (Method m : allMethods) {printMethod(m);}        }public static void printConstructor(Constructor c) {out.format("%s%n", c.toGenericString());Parameter[] params = c.getParameters();out.format(fmt, "Number of parameters", params.length);for (int i = 0; i < params.length; i++) {printParameter(params[i]);}}public static void printMethod(Method m) {out.format("%s%n", m.toGenericString());out.format(fmt, "Return type", m.getReturnType());out.format(fmt, "Generic return type", m.getGenericReturnType());Parameter[] params = m.getParameters();for (int i = 0; i < params.length; i++) {printParameter(params[i]);}}public static void printParameter(Parameter p) {out.format(fmt, "Parameter class", p.getType());out.format(fmt, "Parameter name", p.getName());out.format(fmt, "Modifiers", p.getModifiers());out.format(fmt, "Is implicit?", p.isImplicit());out.format(fmt, "Is name present?", p.isNamePresent());out.format(fmt, "Is synthetic?", p.isSynthetic());}public static void main(String... args) {        try {printClassConstructors(Class.forName(args[0]));printClassMethods(Class.forName(args[0]));} catch (ClassNotFoundException x) {x.printStackTrace();}}
}

获取到参数是Parameter，和Field一样，同样有这几种方法:
getType()：参数类型
getName(): 参数名称，如果编译器加了参数-parameters，则会返回真正的参数名，如果没有加，则参数会是argN的形式，N是第几个参数。
getModifiers(): 参数标识符，不详细介绍了。
isImplicit()：如果是隐式声明，则返回true。比如内部类会隐式声明parent成员变量和构造器。
我们的代码:

public class MethodParameterExamples {public class InnerClass { }
}

编译器真正生成的代码:

public class MethodParameterExamples {public class InnerClass {final MethodParameterExamples parent;InnerClass(final MethodParameterExamples this$0) {parent = this$0; }}
}

isNamePresent(): 名称是否可以同样跟-parameters有关。
isSynthetic(): 是否是编译器生成的。
比如用上面的代码获取下面类的方法信息:

public class ExampleMethods<T> {public boolean simpleMethod(String stringParam, int intParam) {System.out.println("String: " + stringParam + ", integer: " + intParam); return true;}public int varArgsMethod(String... manyStrings) {return manyStrings.length;}public boolean methodWithList(List<String> listParam) {return listParam.isEmpty();}public <T> void genericMethod(T[] a, Collection<T> c) {System.out.println("Length of array: " + a.length);System.out.println("Size of collection: " + c.size()); }}

编译器加-parameters的执行结果如下:

Number of constructors: 1Constructor #1
public ExampleMethods()Number of declared constructors: 1Declared constructor #1
public ExampleMethods()Number of methods: 4Method #1
public boolean ExampleMethods.simpleMethod(java.lang.String,int)Return type: booleanGeneric return type: booleanParameter class: class java.lang.StringParameter name: stringParamModifiers: 0Is implicit?: falseIs name present?: trueIs synthetic?: falseParameter class: intParameter name: intParamModifiers: 0Is implicit?: falseIs name present?: trueIs synthetic?: falseMethod #2
public int ExampleMethods.varArgsMethod(java.lang.String...)Return type: intGeneric return type: intParameter class: class [Ljava.lang.String;Parameter name: manyStringsModifiers: 0Is implicit?: falseIs name present?: trueIs synthetic?: falseMethod #3
public boolean ExampleMethods.methodWithList(java.util.List<java.lang.String>)Return type: booleanGeneric return type: booleanParameter class: interface java.util.ListParameter name: listParamModifiers: 0Is implicit?: falseIs name present?: trueIs synthetic?: falseMethod #4
public <T> void ExampleMethods.genericMethod(T[],java.util.Collection<T>)Return type: voidGeneric return type: voidParameter class: class [Ljava.lang.Object;Parameter name: aModifiers: 0Is implicit?: falseIs name present?: trueIs synthetic?: falseParameter class: interface java.util.CollectionParameter name: cModifiers: 0Is implicit?: falseIs name present?: trueIs synthetic?: false

不加参数的执行结果:

  Number of constructors: 1
public reflect.ExampleMethods()Number of parameters: 0
Number of declared constructors: 1
public reflect.ExampleMethods()Number of parameters: 0Number of methods: 4
public boolean reflect.ExampleMethods.simpleMethod(java.lang.String,int)Return type: booleanGeneric return type: booleanParameter class: class java.lang.StringParameter name: arg0Modifiers: 0Is implicit?: falseIs name present?: falseIs synthetic?: falseParameter class: intParameter name: arg1Modifiers: 0Is implicit?: falseIs name present?: falseIs synthetic?: false
public int reflect.ExampleMethods.varArgsMethod(java.lang.String...)Return type: intGeneric return type: intParameter class: class [Ljava.lang.String;Parameter name: arg0Modifiers: 0Is implicit?: falseIs name present?: falseIs synthetic?: false
public boolean reflect.ExampleMethods.methodWithList(java.util.List<java.lang.String>)Return type: booleanGeneric return type: booleanParameter class: interface java.util.ListParameter name: arg0Modifiers: 0Is implicit?: falseIs name present?: falseIs synthetic?: false
public <T> void reflect.ExampleMethods.genericMethod(T[],java.util.Collection<T>)Return type: voidGeneric return type: voidParameter class: class [Ljava.lang.Object;Parameter name: arg0Modifiers: 0Is implicit?: falseIs name present?: falseIs synthetic?: falseParameter class: interface java.util.CollectionParameter name: arg1Modifiers: 0Is implicit?: falseIs name present?: falseIs synthetic?: false

获取方法的标识符

int getModifiers获取标识符，这里举个例子就好，不做详细介绍。

public class MethodModifierSpy {private static int count;private static synchronized void inc() { count++; }private static synchronized int cnt() { return count; }public static void main(String... args) {try {Class<?> c = Class.forName(args[0]);Method[] allMethods = c.getDeclaredMethods();for (Method m : allMethods) {if (!m.getName().equals(args[1])) {continue;}out.format("%s%n", m.toGenericString());out.format("  Modifiers:  %s%n",Modifier.toString(m.getModifiers()));out.format("  [ synthetic=%-5b var_args=%-5b bridge=%-5b ]%n",m.isSynthetic(), m.isVarArgs(), m.isBridge());inc();}out.format("%d matching overload%s found%n", cnt(),(cnt() == 1 ? "" : "s"));} catch (ClassNotFoundException x) {x.printStackTrace();}}
}

输出结果:

$ java MethodModifierSpy java.lang.Object wait
public final void java.lang.Object.wait() throws java.lang.InterruptedExceptionModifiers:  public final[ synthetic=false var_args=false bridge=false ]
public final void java.lang.Object.wait(long,int)throws java.lang.InterruptedExceptionModifiers:  public final[ synthetic=false var_args=false bridge=false ]
public final native void java.lang.Object.wait(long)throws java.lang.InterruptedExceptionModifiers:  public final native[ synthetic=false var_args=false bridge=false ]
3 matching overloads found$ java MethodModifierSpy java.lang.StrictMath toRadians
public static double java.lang.StrictMath.toRadians(double)Modifiers:  public static strictfp[ synthetic=false var_args=false bridge=false ]
1 matching overload found$ java MethodModifierSpy MethodModifierSpy inc
private synchronized void MethodModifierSpy.inc()Modifiers: private synchronized[ synthetic=false var_args=false bridge=false ]
1 matching overload found$ java MethodModifierSpy java.lang.Class getConstructor
public java.lang.reflect.Constructor<T> java.lang.Class.getConstructor(java.lang.Class<T>[]) throws java.lang.NoSuchMethodException,java.lang.SecurityExceptionModifiers: public transient[ synthetic=false var_args=true bridge=false ]
1 matching overload found$ java MethodModifierSpy java.lang.String compareTo
public int java.lang.String.compareTo(java.lang.String)Modifiers: public[ synthetic=false var_args=false bridge=false ]
public int java.lang.String.compareTo(java.lang.Object)Modifiers: public volatile[ synthetic=true  var_args=false bridge=true  ]
2 matching overloads found

执行方法

使用反射执行方法（Invoking Methods）是很简单的事情，调用:
public Object invoke(Object obj, Object... args) throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException
即可，obj是拥有方法的Class的实例，args是方法的参数。
注意方法调用可能抛出 IllegalAccessException、IllegalArgumentException、InvocationTargetException异常。

反射之Method的一些注意事项

查找方法时c.getMethod(mName, cArg) 注意会抛出异常。
私有方法调用时会抛出IllegalAccessException，但是这个可以通过AccessibleObject.setAccessible()设置成功后可以调用成功。
方法调用时抛出IllegalArgumentException，抛出这个异常的原因是参数不合法。
方法调用时抛出InvocationTargetException，这个异常比较特殊，方法调用成功了，但是方法内部抛出了异常，所有invoke()会抛出这个异常，可以通过Throwable cause = IllegalArgumentException.getCause()和cause.getMessage获取到异常信息。