Java 的反射大法
Java反射简介
Java 反射是可以让我们在运行时获取类的函数、属性、父类、接口等 Class 内部信息的机制。通过反射还可以让我们在运行期实例化对象，调用方法，通过调用 get/set 方法获取／设置变量的值，即使方法或属性是私有的的也可以通过反射的形式调用，这种“看透 class”的能力被称为内省，这种能力在框架开发中尤为重要。 有些情况下，我们要使用的类在运行时才会确定，这个时候我们不能在编译期就使用它，因此只能通过反射的形式来使用在运行时才存在的类(该类符合某种特定的规范，例如 JDBC)，这是反射用得比较多的场景。还有一个比较常见的场景就是编译时我们对于类的内部信息不可知，必须得到运行时才能获取类的具体信息。比如 ORM 框架，在运行时才能够获取类中的各个属性，然后通过反射的形式获取其属性名和值，存入数据库。这也是反射比较经典应用场景之一。
实例学习
为学习反射的使用，特意写了一个java工程来学习，为方便后面的说明，先把主要的类代码放出来，详细代码已经上传至Github上。
Parent.java
package reflection;
public abstract class Parent {
//姓名
public String mName;
//性别
public String mSex;
public Parent (String name) {
this("男",name);
}
public Parent (String sex,String name) {
mSex = sex;
mName = name;
}
abstract void greet();
abstract void introduce();
public void parentMethod() {
System.out.println("this is a method in parent class");
}
}
Study.java
package reflection;
public interface Study {
void study();
}
Child.java
package reflection;
public class Child extends Parent implements Study{
private String mWork;
private String mCompany;
public int age;
public Child(String name) {
super(name);
}
public Child(String sex,String name) {
super(sex,name);
}
public Child(String sex,String name,String work,String company) {
super(sex,name);
mWork = work;
mCompany = company;
}
private void setWorkAndCompany(String work,String company) {
mWork = work;
mCompany = company;
}
public String toString() {
return "My name is " + mName + " and my work is " + mWork + " and I am working at " + mCompany;
}
public void study() {
System.out.println("I am studying English.");
}
void greet() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("Hello, nice to meet you!");
}
void introduce() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("My name is " + mName);
}
}
获取Class对象
若想检查一个类的信息，必修先获取这个类的Class对象。如果已经知道该类的类名，则可以通过类名.class方式获取；如果在编译期不知道目标类型，但是知道该类的完整路径，则可以通过Class.forName("完整的类路径")来获得；如果已经有了该类的一个实例instance，则可以用instance.getClass()方式获得该类的Class对象，具体如下所示：
/**
* 获取class对象
*/
public Class getClassObject() {
System.out.println("\n==============getClassObject start==============" );
//方法一：
Class<?> childClass = Child.class;
System.out.println("get class object by class name : " + childClass.getName());
//方法二：
try {
childClass = Class.forName("reflection.Child");
System.out.println("get class object by the whole path : " + childClass.getName());
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
//方法三：
Child child = new Child("rth");
childClass = child.getClass();
System.out.println("get class object by the known object : " + childClass.getName());
System.out.println("==============getClassObject end==============\n" );
return childClass;
}
通过Class对象获取一个该类的实例
要想获取该类的属性或者调用该类的方法，必须要有该类的一个实例（对象）。此过程要通过先前获得的Class对象得到该类的构造器对象，然后通过构造器对象来实例化一个该类的实例：
/**
* 通过class对象构造目标类型的对象
* @param mClass
* @return
*/
public Object getClassInstance(Class<?> mClass) {
System.out.println("\n==============getClassInstance start==============" );
Object ob = null;
try {
//通过class 对象获取构造器对象
Constructor<?> constructor = mClass.getConstructor(String.class,String.class,String.class,String.class);
//设置constructor的Accessible
constructor.setAccessible(true);
//通过constructor对象创建Child对象
ob = constructor.newInstance("男","rth","coder","Google");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("==============getClassInstance end==============\n" );
return ob;
}
获取当前类中定义的方法
Class对象的getDeclaredMethods()函数能获取当前类中所有的方法，与方法的可见性无关。而getDeclaredMethods(String name,Class<?>… parameterTypes)方法用来获取当前类中指定的方法，也与可见性无关。示例如下：
/**
* 通过反射获取指定对象中的方法
* @param child
*/
public void getDeclaredMethods(Child child) {
System.out.println("\n==============getDeclaredMethods start==============" );
//获取该类中所有的方法(public,private,protected,default)，但不包括从父类继承的方法
Method[] methods = child.getClass().getDeclaredMethods();
for(Method method : methods) {
System.out.println("declared method name : " + method.getName());
}
try {
//获取该类中特定的方法，与方法的可见性无关
Method setWorkAndCompanyMethod = child.getClass().getDeclaredMethod("setWorkAndCompany"
, String.class,String.class );
//判断该方法是不是私有的
if(Modifier.isPrivate(setWorkAndCompanyMethod.getModifiers())) {
System.out.println(setWorkAndCompanyMethod.getName() + " is private");
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("==============getDeclaredMethods end==============\n" );
}
获取当前类以及父类中的所有public方法
对应于getDeclaredMethods方法，还有一个类似的getMethods()方法，不同之处在于后者获取的是public型方法，而且包括父类中的方法。同样的，getDeclaredMethod(String name,Class<?>… parameterTypes)方法获取当前类或者父类中指定的方法。示例如下：
/**
* 获取当前类以及父类中的所有public方法
* @param child
*/
public void getMethods(Child child) {
System.out.println("\n==============getMethods start==============" );
//获取所有public方法
Method[] methods = child.getClass().getMethods();
for(Method method : methods) {
System.out.println("method name : " + method.getName());
}
//获取制定的方法
try {
//只能获取共有方法，私有方法会抛出异常
Method studyMethod = child.getClass().getMethod("study");
//调用该public方法
studyMethod.invoke(child);
//尝试获取一个私有方法，将会抛出NoSuchMethodException错误
Method setWorkAndCompanyMethod = child.getClass().getMethod("setWorkAndCompany"
, String.class,String.class );
} catch (Exception e) {
System.out.println("getMethods出错："+e.getMessage());
}
System.out.println("==============getMethods end==============\n" );
}
获取当前类中定义的属性
当前类中的属性可以通过getDeclaredFields()方法获取，若要获取当前类中指定的属性，通过getDeclaredField(String name)方法。这两种方法获取的属性都是与可见性无关的。
/**
* 获取当前类中定义的属性
* @param child
*/
public void getCurrentClassFields(Child child) {
System.out.println("\n==============getCurrentClassFields start==============" );
//获取当前类中所有属性，（public、private、protected）
Field[] fields = child.getClass().getDeclaredFields();
for(Field field : fields) {
System.out.println("filed's name is : " + field.getName());
}
//获取指定的属性，与可见性无关
try {
Field mWork = child.getClass().getDeclaredField("mWork");
//判断属性的可见性
if(Modifier.isPrivate(mWork.getModifiers())) {
System.out.println(mWork.getName() + " is private");
}
} catch (NoSuchFieldException | SecurityException|IllegalArgumentException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
System.out.println("==============getCurrentClassFields end==============\n" );
}
获取当前类和父类中的公共属性
getFields()方法获取的是当前类以及父类中的所有公共属性。getField(String name)方法的意义同上，不再赘述。
/**
* 获取当前类和父类中所有的公有属性
* @param child
*/
public void getAllClassFields(Child child) {
System.out.println("\n==============getAllClassFields start==============" );
//获取当前类和父类所有的公共属性
Field[] publicFields = child.getClass().getFields();
for(Field field : publicFields) {
System.out.println("public field name : " + field.getName());
}
//获取当前类和父类中指定的公共属性
try {
Field ageField = child.getClass().getField("age");
//设置年龄
ageField.setInt(child, 21);
//打印年龄
System.out.println("My age is " + ageField.getInt(child));
} catch (NoSuchFieldException | SecurityException|IllegalArgumentException | IllegalAccessException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
System.out.println("==============getAllClassFields end==============\n" );
}
获取当前类的父类
Class对象的getSuperClass()方法可以获得当前类的父类的Class对象：
/**
* 获取父类
* @param child
*/
public void getParentClass(Child child) {
System.out.println("\n==============getParentClass start==============" );
Class<?> parentClass = child.getClass().getSuperclass();
while(parentClass != null) {
System.out.println("Child has a super class is : " + parentClass.getName());
parentClass = parentClass.getSuperclass();
}
System.out.println("==============getParentClass end==============\n" );
}
获取当前类的接口
类似与getSuperClass()方法，getInterfaces()方法可以获得当前类实现的接口对象的Class对象：
/**
* 获取当前类的接口
* @param child
*/
public void getInterface(Child child) {
System.out.println("\n==============getInterface start==============" );
Class<?>[] interfaces = child.getClass().getInterfaces();
for(Class<?> inf : interfaces) {
System.out.println("child has implements a interface : " + inf.getName());
}
System.out.println("==============getInterface end==============\n" );
}