JAVA反射机制定义：

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允许我们从多种管道为一个class生成对应的Class object。图2是一份整理。

Class object 诞生管道

示例

1)运用getClass()

注：每个class 都有此函数

String str = "abc";

Class c1 = str.getClass();

2)运用Class.getSuperclass()

Button b = new Button();

Class c1 = b.getClass();

Class c2 = c1.getSuperclass();

3)运用static method------Class.forName()(最常被使用)

Class c1 = Class.forName ("java.lang.String");

Class c2 = Class.forName ("java.awt.Button");

Class c3 = Class.forName ("java.util.LinkedList$Entry");

Class c4 = Class.forName ("I");

Class c5 = Class.forName (".class");

4)运用primitive wrapper classes的TYPE 语法

Class c1 = Boolean.TYPE;

Class c2 = Byte.TYPE;

Class c3 = Character.TYPE;

Class c4 = Short.TYPE;

Class c5 = Integer.TYPE;

Class c6 = Long.TYPE;

Class c7 = Float.TYPE;

Class c8 = Double.TYPE;

Class c9 = Void.TYPE;

图2：Java 允许多种管道生成Class object。

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。例如，使用它能获得 Java 类中各成员的名称并显示出来。 Java 的这一能力在实际应用中也许用得不是很多，但是在其它的程序设计语言中根本就不存在这一特性。例如，Pascal、C 或者 C++ 中就没有办法在程序中获得函数定义相关的信息。

JavaBean 是 reflection 的实际应用之一，它能让一些工具可视化的操作软件组件。这些工具通过 reflection 动态的载入并取得 Java 组件(类) 的属性。

1. 一个简单的例子

考虑下面这个简单的例子，让我们看看 reflection 是如何工作的。

importjava.lang.reflect.*;

publicclassDumpMethods {

publicstaticvoidmain(String args[]) {

try{

Class c = Class.forName("java.util.Stack");

Method m[] = c.getDeclaredMethods();

for(inti =0; i

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

}

catch(Throwable e){

System.err.println(e);

}

}

}

它的结果输出为：

publicsynchronizedjava.lang.Object java.util.Stack.pop()

publicjava.lang.Object java.util.Stack.push(java.lang.Object)

publicbooleanjava.util.Stack.empty()

publicsynchronizedjava.lang.Object java.util.Stack.peek()

publicsynchronizedintjava.util.Stack.search(java.lang.Object)

这样就列出了java.util.Stack 类的各方法名以及它们的限制符和返回类型。

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。

2.开始使用 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 Integer) 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。

在下面的例子中，这三个步骤将为使用 reflection 处理特殊应用程序提供例证。

模拟 instanceof 操作符

得到类信息之后，通常下一个步骤就是解决关于 Class 对象的一些基本的问题。例如，Class.isInstance 方法可以用于模拟 instanceof 操作符：

classS {

}

publicclassIsInstance {

publicstaticvoidmain(String args[]) {

try{

Class cls = Class.forName("S");

booleanb1 = cls.isInstance(newInteger(37));

System.out.println(b1);

booleanb2 = cls.isInstance(newS());

System.out.println(b2);

}

catch(Throwable e) {

System.err.println(e);

}

}

}

在这个例子中创建了一个S 类的 Class 对象，然后检查一些对象是否是S的实例。Integer(37) 不是，但 new S()是。

3.找出类的方法

找出一个类中定义了些什么方法，这是一个非常有价值也非常基础的 reflection 用法。下面的代码就实现了这一用法：

importjava.lang.reflect.*;

publicclassMethod1 {

privateintf1(Object p,intx)throwsNullPointerException {

if(p ==null)

thrownewNullPointerException();

returnx;

}

publicstaticvoidmain(String args[]) {

try{

Class cls = Class.forName("Method1");

Method methlist[] = cls.getDeclaredMethods();

for(inti =0; i

Method m = methlist[i];

System.out.println("name = "+ m.getName());

System.out.println("decl class = "+ m.getDeclaringClass());

Class pvec[] = m.getParameterTypes();

for(intj =0; j

System.out.println("param #"+ j +" "+ pvec[j]);

Class evec[] = m.getExceptionTypes();

for(intj =0; j

System.out.println("exc #"+ j +" "+ evec[j]);

System.out.println("return type = "+ m.getReturnType());

System.out.println("-----");

}

}

catch(Throwable e) {

System.err.println(e);

}

}

}

这个程序首先取得 method1 类的描述，然后调用 getDeclaredMethods 来获取一系列的 Method 对象，它们分别描述了定义在类中的每一个方法，包括 public 方法、protected 方法、package 方法和 private 方法等。如果你在程序中使用 getMethods 来代替 getDeclaredMethods，你还能获得继承来的各个方法的信息。

取得了 Method 对象列表之后，要显示这些方法的参数类型、异常类型和返回值类型等就不难了。这些类型是基本类型还是类类型，都可以由描述类的对象按顺序给出。

输出的结果如下：

name = f1

declclass=classmethod1

param #0classjava.lang.Object

param #1int

exc #0classjava.lang.NullPointerException

returntype =int

-----

name = main

declclass=classmethod1

param #0class[Ljava.lang.String;

returntype =void

4.获取构造器信息

获取类构造器的用法与上述获取方法的用法类似，如：

importjava.lang.reflect.*;

publicclassConstructor1 {

publicConstructor1() {

}

protectedConstructor1(inti,doubled) {

}

publicstaticvoidmain(String args[]) {

try{

Class cls = Class.forName("Constructor1");

Constructor ctorlist[] = cls.getDeclaredConstructors();

for(inti =0; i

Constructor ct = ctorlist[i];

System.out.println("name = "+ ct.getName());

System.out.println("decl class = "+ ct.getDeclaringClass());

Class pvec[] = ct.getParameterTypes();

for(intj =0; j

System.out.println("param #"+ j +" "+ pvec[j]);

Class evec[] = ct.getExceptionTypes();

for(intj =0; j

System.out.println("exc #"+ j +" "+ evec[j]);

System.out.println("-----");

}

}

catch(Throwable e) {

System.err.println(e);

}

}

}

这个例子中没能获得返回类型的相关信息，那是因为构造器没有返回类型。

这个程序运行的结果是：

name = Constructor1

declclass=classConstructor1

param #0int

param #1double

-----

name = Constructor1

declclass=classConstructor1

-----

5.获取类的字段(域)

找出一个类中定义了哪些数据字段也是可能的，下面的代码就在干这个事情：

import java.lang.reflect.*;

publicclassField1 {

privatedoubled;

publicstaticfinalinti = 37;

String s ="testing";

publicstaticvoidmain(String args[]) {

try{

Class cls = Class.forName("Field1");

Field fieldlist[] = cls.getDeclaredFields();

for(inti = 0; i

Field fld = fieldlist[i];

System.out.println("name = "+ fld.getName());

System.out.println("decl class = "+ fld.getDeclaringClass());

System.out.println("type = "+ fld.getType());

intmod = fld.getModifiers();

System.out.println("modifiers = "+ Modifier.toString(mod));

System.out.println("-----");

}

}

catch(Throwable e) {

System.err.println(e);

}

}

}

这个例子和前面那个例子非常相似。例中使用了一个新东西 Modifier，它也是一个 reflection 类，用来描述字段成员的修饰语，如“private int”。这些修饰语自身由整数描述，而且使用 Modifier.toString 来返回以“官方”顺序排列的字符串描述 (如“static”在“final”之前)。这个程序的输出是：

name = d

declclass=classField1

type =double

modifiers =private

-----

name = i

declclass=classField1

type =int

modifiers =publicstaticfinal

-----

name = s

declclass=classField1

type =classjava.lang.String

modifiers =

-----

和获取方法的情况一下，获取字段的时候也可以只取得在当前类中申明了的字段信息 (getDeclaredFields)，或者也可以取得父类中定义的字段 (getFields) 。

6.根据方法的名称来执行方法

文本到这里，所举的例子无一例外都与如何获取类的信息有关。我们也可以用 reflection 来做一些其它的事情，比如执行一个指定了名称的方法。下面的示例演示了这一操作：

importjava.lang.reflect.*;

publicclassMethod2 {

publicintadd(inta,intb) {

returna + b;

}

publicstaticvoidmain(String args[]) {

try{

Class cls = Class.forName("Method2");

Class partypes[] =newClass[2];

partypes[0] = Integer.TYPE;

partypes[1] = Integer.TYPE;

Method meth = cls.getMethod("add", partypes);

Method2 methobj =newMethod2();

Object arglist[] =newObject[2];

arglist[0] =newInteger(37);

arglist[1] =newInteger(47);

Object retobj = meth.invoke(methobj, arglist);

Integer retval = (Integer) retobj;

System.out.println(retval.intValue());

}

catch(Throwable e) {

System.err.println(e);

}

}

}

假如一个程序在执行的某处的时候才知道需要执行某个方法，这个方法的名称是在程序的运行过程中指定的 (例如，JavaBean 开发环境中就会做这样的事)，那么上面的程序演示了如何做到。

上例中，getMethod用于查找一个具有两个整型参数且名为 add 的方法。找到该方法并创建了相应的Method 对象之后，在正确的对象实例中执行它。执行该方法的时候，需要提供一个参数列表，这在上例中是分别包装了整数 37 和 47 的两个 Integer 对象。执行方法的返回的同样是一个 Integer 对象，它封装了返回值 84。

7.创建新的对象

对于构造器，则不能像执行方法那样进行，因为执行一个构造器就意味着创建了一个新的对象 (准确的说，创建一个对象的过程包括分配内存和构造对象)。所以，与上例最相似的例子如下：

importjava.lang.reflect.*;

publicclassConstructor2 {

publicConstructor2() {

}

publicConstructor2(inta,intb) {

System.out.println("a = "+ a +" b = "+ b);

}

publicstaticvoidmain(String args[]) {

try{

Class cls = Class.forName("Constructor2");

Class partypes[] =newClass[2];

partypes[0] = Integer.TYPE;

partypes[1] = Integer.TYPE;

Constructor ct = cls.getConstructor(partypes);

Object arglist[] =newObject[2];

arglist[0] =newInteger(37);

arglist[1] =newInteger(47);

Object retobj = ct.newInstance(arglist);

}

catch(Throwable e) {

System.err.println(e);

}

}

}

根据指定的参数类型找到相应的构造函数并执行它，以创建一个新的对象实例。使用这种方法可以在程序运行时动态地创建对象，而不是在编译的时候创建对象，这一点非常有价值。

8.改变字段(域)的值

reflection 的还有一个用处就是改变对象数据字段的值。reflection 可以从正在运行的程序中根据名称找到对象的字段并改变它，下面的例子可以说明这一点：

importjava.lang.reflect.*;

publicclassField2 {

publicdoubled;

publicstaticvoidmain(String args[]) {

try{

Class cls = Class.forName("Field2");

Field fld = cls.getField("d");

Field2 f2obj =newField2();

System.out.println("d = "+ f2obj.d);

fld.setDouble(f2obj,12.34);

System.out.println("d = "+ f2obj.d);

}

catch(Throwable e) {

System.err.println(e);

}

}

}

这个例子中，字段 d 的值被变为了 12.34。

9.使用数组

本文介绍的 reflection 的最后一种用法是创建的操作数组。数组在 Java 语言中是一种特殊的类类型，一个数组的引用可以赋给 Object 引用。观察下面的例子看看数组是怎么工作的：

importjava.lang.reflect.*;

publicclassArray1 {

publicstaticvoidmain(String args[]) {

try{

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

Object arr = Array.newInstance(cls,10);

Array.set(arr,5,"this is a test");

String s = (String) Array.get(arr,5);

System.out.println(s);

}

catch(Throwable e) {

System.err.println(e);

}

}

}

例中创建了 10 个单位长度的 String 数组，为第 5 个位置的字符串赋了值，最后将这个字符串从数组中取得并打印了出来。

下面这段代码提供了一个更复杂的例子：

importjava.lang.reflect.*;

publicclassArray2 {

publicstaticvoidmain(String args[]) {

intdims[] =newint[]{5,10,15};

Object arr = Array.newInstance(Integer.TYPE, dims);

Object arrobj = Array.get(arr,3);

Class cls = arrobj.getClass().getComponentType();

System.out.println(cls);

arrobj = Array.get(arrobj,5);

Array.setInt(arrobj,10,37);

intarrcast[][][] = (int[][][]) arr;

System.out.println(arrcast[3][5][10]);

}

}

例中创建了一个 5 x 10 x 15 的整型数组，并为处于 [3][5][10] 的元素赋了值为 37。注意，多维数组实际上就是数组的数组，例如，第一个 Array.get 之后，arrobj 是一个 10 x 15 的数组。进而取得其中的一个元素，即长度为 15 的数组，并使用 Array.setInt 为它的第 10 个元素赋值。

注意创建数组时的类型是动态的，在编译时并不知道其类型。