深入理解Java反射機(jī)制

1、深入理解Java反射機(jī)制本文較為詳細(xì)的分析了Java反射機(jī)制。分享給大家供大家參考，具體如下： 一、預(yù)先需要掌握的知識(java虛擬機(jī)) java虛擬機(jī)的方法區(qū): java虛擬機(jī)有一個(gè)運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)，這個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)又被分為方法區(qū)，堆區(qū)和棧區(qū)，我們這里需要了解的主要是方法區(qū)。方法區(qū)的主要作用是存儲被裝載的類 的類型信息，當(dāng)java虛擬機(jī)裝載某個(gè)類型的時(shí)候，需要類裝載器定位相應(yīng)的class文件，然后將其讀入到j(luò)ava虛擬機(jī)中，緊接著虛擬機(jī)提取class 中的類型信息，將這些信息存儲到方法區(qū)中。這些信息主要包括: 1、這個(gè)類型的全限定名 2、這個(gè)類型的直接超類的全限定名 3、這個(gè)類型是類類型還是接口類型

2、4、這個(gè)類型的訪問修飾符 5、任何直接超接口的全限定名的有序列表 6、該類型的常量池 7、字段信息 8、方法信息 9、除了常量以外的所有類變量 10、一個(gè)到class類的引用 等等(讀者可以參考深入java虛擬機(jī)這本書的敘述) Class類: Class類是一個(gè)非常重要的java基礎(chǔ)類，每當(dāng)裝載一個(gè)新的類型的時(shí)候，java虛擬機(jī)都會在java堆中創(chuàng)建一個(gè)對應(yīng)于新類型的Class實(shí)例，該實(shí)例就代表此類型，通過該Class實(shí)例我們就可以訪問該類型的基本信息。上面說到在方法區(qū)中會存儲某個(gè)被裝載類的類型信息，我們就可以通過 Class實(shí)例來訪問這些信息。比如，對于上面說到的信息Class中都有對應(yīng)的方

3、法，如下: 1、getName()；這個(gè)類型的全限定名 2、getSuperClass()；這個(gè)類型的直接超類的全限定名 3、isInterface()；這個(gè)類型是類類型還是接口類型 4、getTypeParamters()；這個(gè)類型的訪問修飾符 5、getInterfaces()；任何直接超接口的全限定名的有序列表 6、getFields()；字段信息 7、getMethods()；方法信息 等等(讀者可以自己參看jdk幫助文檔，得到更多的信息) 二、java反射詳解 反射的概念:所謂的反射就是java語言在運(yùn)行時(shí)擁有一項(xiàng)自觀的能力，反射使您的程序代碼能夠得到裝載到JVM中的類的內(nèi)部信息，允

4、許您執(zhí)行程序時(shí)才得到需要類的內(nèi)部信息，而不是在編寫代碼的時(shí)候就必須要知道所需類的內(nèi)部信息，這使反射成為構(gòu)建靈活的應(yīng)用的主要工具。 反射的常用類和函數(shù):Java反射機(jī)制的實(shí)現(xiàn)要借助于4個(gè)類：Class，Constructor，F(xiàn)ield，Method；其中class代 表的是類對象，Constructor類的構(gòu)造器對象，F(xiàn)ield類的屬性對象，Method類的方法對象，通過這四個(gè)對象我們可以粗略的看到一個(gè)類的各個(gè)組成部分。其中最核心的就是Class類，它是實(shí)現(xiàn)反射的基礎(chǔ)，它包含的方法我們在第一部分已經(jīng)進(jìn)行了基本的闡述。應(yīng)用反射時(shí)我們最關(guān)心的一般是一個(gè)類的構(gòu)造器、屬性和方法，下面我們主要介紹Cla

5、ss類中針對這三個(gè)元素的方法: 1、得到構(gòu)造器的方法 Constructor getConstructor(Class params) - 獲得使用特殊的參數(shù)類型的公共構(gòu)造函數(shù)， Constructor getConstructors() - 獲得類的所有公共構(gòu)造函數(shù) Constructor getDeclaredConstructor(Class params) - 獲得使用特定參數(shù)類型的構(gòu)造函數(shù)(與接入級別無關(guān)) Constructor getDeclaredConstructors() - 獲得類的所有構(gòu)造函數(shù)(與接入級別無關(guān)) 2、獲得字段信息的方法 Field getField(St

6、ring name) - 獲得命名的公共字段 Field getFields() - 獲得類的所有公共字段 Field getDeclaredField(String name) - 獲得類聲明的命名的字段 Field getDeclaredFields() - 獲得類聲明的所有字段 3、獲得方法信息的方法 Method getMethod(String name, Class params) - 使用特定的參數(shù)類型，獲得命名的公共方法 Method getMethods() - 獲得類的所有公共方法 Method getDeclaredMethod(String name, Class pa

7、rams) - 使用特寫的參數(shù)類型，獲得類聲明的命名的方法 Method getDeclaredMethods() - 獲得類聲明的所有方法 應(yīng)用反射的基本步驟: 1、獲得你想操作的類的Class對象； 方法一:Classc=Class.forName("java.lang.String") /這種方式獲得類的Class對象需要 包名.類名 方法二:對于基本數(shù)據(jù)類型可以用形如Class c=int.class或Class c=Integer.TYPE的語句 方法三:Class c=MyClass.class 2、調(diào)用Class中的方法得到你想得到的信息集合，如調(diào)用getDe

8、claredFields()方法得到類的所有屬性； 3、處理第2步中得到的信息，然后進(jìn)行你想做的實(shí)際操作。 反射實(shí)例： 下面我將針對類的構(gòu)造器、屬性和方法分別舉三個(gè)例子，向大家演示一下反射的應(yīng)用過程。 1、構(gòu)造器 步驟為:通過反射機(jī)制得到某個(gè)類的構(gòu)造器，然后調(diào)用該構(gòu)造器創(chuàng)建該類的一個(gè)實(shí)例import java.lang.reflect.*; public class ConstructorDemo public ConstructorDemo() public ConstructorDemo(int a, int b) System.out.println("a="+a+&

9、quot;b="+b); public static void main(String args) try Class cls =Class.forName("包名.ConstructorDemo"); Class partypes =new Class2; partypes0 = Integer.TYPE; partypes1 =Integer.TYPE; Constructor ct=Constructor(partypes); Object arglist =new Object2; arglist0 = newInteger(37); arglist1 =

10、 newInteger(47); Object retobj = ct.newInstance(arglist); catch (Throwable e) System.err.println(e); 2、屬性 步驟為:通過反射機(jī)制得到某個(gè)類的某個(gè)屬性，然后改變對應(yīng)于這個(gè)類的某個(gè)實(shí)例的該屬性值import java.lang.reflect.*; public class FieldDemo1 public double d; public static void main(String args) try Class cls = Class.forName("FieldDemo1&

11、quot;); Field fld = cls.getField("d"); FieldDemo1 fobj = new FieldDemo1(); System.out.println("d = " + fobj.d); fld.setDouble(fobj, 12.34); System.out.println("d = " + fobj.d); catch (Throwable e) System.err.println(e); 3、方法 步驟為:通過反射機(jī)制得到某個(gè)類的某個(gè)方法，然后調(diào)用對應(yīng)于這個(gè)類的某個(gè)實(shí)例的該方法/通過使用

12、方法的名字調(diào)用方法 import java.lang.reflect.*; public class MethodDemo1 public int add(int a, int b) return a + b; public static void main(String args) try Class cls =Class.forName("MethodDemo1"); Class partypes = new Class2; partypes0 = Integer.TYPE; partypes1 = Integer.TYPE; Method meth = cls.get

13、Method("add",partypes); MethodDemo1 methobj = new MethodDemo1(); Object arglist = new Object2; arglist0 = new Integer(37); arglist1 = new Integer(47); Object retobj= meth.invoke(methobj, arglist); Integer retval = (Integer)retobj; System.out.println(Value(); catch (Throwable e) S

14、println(e); 三、java反射的應(yīng)用(Hibernate) 我們在第二部分中對java反射進(jìn)行了比較系統(tǒng)的闡述，也舉了幾個(gè)簡單的實(shí)例，下面我們就來討論一下java反射的具體應(yīng)用。前面我們已經(jīng)知 道，Java反射機(jī)制提供了一種動(dòng)態(tài)鏈接程序組件的多功能方法，它允許程序創(chuàng)建和控制任何類的對象(根據(jù)安全性限制)之前，無需提前硬編碼目標(biāo)類。這些特 性使得反射特別適用于創(chuàng)建以非常普通的方式與對象協(xié)作的庫。例如，反射經(jīng)常在持續(xù)存儲對象為數(shù)據(jù)庫、XML或其它外部格式的框架中使用。下面我們就已 Hibernate框架為例像大家闡述一下反射的重要意義。 Hibernate是一個(gè)屏蔽了JDBC，實(shí)現(xiàn)了OR

15、M的java框架，利用該框架我們可以拋棄掉繁瑣的sql語句而是利用Hibernate中 Session類的save()方法直接將某個(gè)類的對象存到數(shù)據(jù)庫中，也就是所涉及到sql語句的那些代碼Hibernate幫我們做了。這時(shí)候就出現(xiàn)了 一個(gè)問題，Hibernate怎樣知道他要存的某個(gè)對象都有什么屬性呢？這些屬性都是什么類型呢？如此，它在向數(shù)據(jù)庫中存儲該對象屬性時(shí)的sql語句該怎么構(gòu)造呢？解決這個(gè)問題的利器就是我們的java反射！ 下面我們以一個(gè)例子來進(jìn)行闡述，比如我們定義了一個(gè)User類，這個(gè)User類中有20個(gè)屬性和這些屬性的get和set方法，相應(yīng)的在數(shù)據(jù)庫中 有一個(gè)User表，這個(gè)User

16、表中對應(yīng)著20個(gè)字段。假設(shè)我們從User表中提取了一條記錄，現(xiàn)在需要將這條記錄的20個(gè)字段的內(nèi)容分別賦給一個(gè) User對象myUser的20個(gè)屬性，而Hibernate框架在編譯的時(shí)候并不知道這個(gè)User類，他無法直接調(diào)用myUser.getXXX或者 myUser.setXXX方法，此時(shí)就用到了反射，具體處理過程如下： 1、根據(jù)查詢條件構(gòu)造PreparedStament語句，該語句返回20個(gè)字段的值； 2、Hibernate通過讀取配置文件得到User類的屬性列表list(是一個(gè)String數(shù)組)以及這些屬性的類型； 3、創(chuàng)建myUser所屬類的Class對象c；c=myUser.getCl

17、ass()； 4、構(gòu)造一個(gè)for循環(huán)，循環(huán)的次數(shù)為list列表的長度； 4.1、讀取listi的值，然后構(gòu)造對應(yīng)該屬性的set方法； 4.2、判斷l(xiāng)isti的類型XXX，調(diào)用PreparedStament語句中的getXXX(i)，進(jìn)而得到i出字段的值； 4.3、將4.2中得到的值作為4.1中得到的set方法的參數(shù)，這樣就完成了一個(gè)字段像一個(gè)屬性的賦值，如此循環(huán)即可； 看到了吧，這就是反射的功勞，如果沒有反射很難想象如果完成同樣的功能會有多么難！但是反射也有缺點(diǎn)，比如性能比較低、安全性比較復(fù)雜等，這里就不在討論這些東西，感興趣的讀者可以在網(wǎng)上找到答案，有很多的！要想理解反射的原理，首先要了解什

18、么是類型信息。Java讓我們在運(yùn)行時(shí)識別對象和類的信息，主要有2種方式：一種是傳統(tǒng)的RTTI，它假定我們在編譯時(shí)已經(jīng)知道了所有的類型信息；另一種是反射機(jī)制，它允許我們在運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)和使用類的信息。1、Class對象理解RTTI在Java中的工作原理，首先需要知道類型信息在運(yùn)行時(shí)是如何表示的，這是由Class對象來完成的，它包含了與類有關(guān)的信息。Class對象就是用來創(chuàng)建所有“常規(guī)”對象的，Java使用Class對象來執(zhí)行RTTI，即使你正在執(zhí)行的是類似類型轉(zhuǎn)換這樣的操作。 每個(gè)類都會產(chǎn)生一個(gè)對應(yīng)的Class對象，也就是保存在.class文件。所有類都是在對其第一次使用時(shí)，動(dòng)態(tài)加載到JVM的，當(dāng)程

19、序創(chuàng)建一個(gè)對類的靜態(tài)成員的引用時(shí)，就會加載這個(gè)類。Class對象僅在需要的時(shí)候才會加載，static初始化是在類加載時(shí)進(jìn)行的。public class TestMain public static void main(String args) System.out.println(XYZ.name);class XYZ public static String name = "luoxn28"static System.out.println("xyz靜態(tài)塊");public XYZ() System.out.println("xyz構(gòu)造了&q

20、uot;); 輸出結(jié)果為：類加載器首先會檢查這個(gè)類的Class對象是否已被加載過，如果尚未加載，默認(rèn)的類加載器就會根據(jù)類名查找對應(yīng)的.class文件。想在運(yùn)行時(shí)使用類型信息，必須獲取對象(比如類Base對象)的Class對象的引用，使用功能Class.forName(“Base”)可以實(shí)現(xiàn)該目的，或者使用base.class。注意，有一點(diǎn)很有趣，使用功能”.class”來創(chuàng)建Class對象的引用時(shí)，不會自動(dòng)初始化該Class對象，使用forName()會自動(dòng)初始化該Class對象。為了使用類而做的準(zhǔn)備工作一般有以下3個(gè)步驟： 加載：由類加載器完成，找到對應(yīng)的字節(jié)碼，創(chuàng)建一個(gè)Class對象 鏈接

21、：驗(yàn)證類中的字節(jié)碼，為靜態(tài)域分配空間 初始化：如果該類有超類，則對其初始化，執(zhí)行靜態(tài)初始化器和靜態(tài)初始化塊public class Base static int num = 1;static System.out.println("Base " + num);public class Main public static void main(String args) / 不會初始化靜態(tài)塊Class clazz1 = Base.class;System.out.println("-");/ 會初始化Class clazz2 = Class.forName

22、("zzz.Base"); 2、類型轉(zhuǎn)換前先做檢查編譯器將檢查類型向下轉(zhuǎn)型是否合法，如果不合法將拋出異常。向下轉(zhuǎn)換類型前，可以使用instanceof判斷。class Base class Derived extends Base public class Main public static void main(String args) Base base = new Derived();if (base instanceof Derived) / 這里可以向下轉(zhuǎn)換了System.out.println("ok");else System.out.pr

23、intln("not ok"); 3、反射：運(yùn)行時(shí)類信息如果不知道某個(gè)對象的確切類型，RTTI可以告訴你，但是有一個(gè)前提：這個(gè)類型在編譯時(shí)必須已知，這樣才能使用RTTI來識別它。Class類與java.lang.reflect類庫一起對反射進(jìn)行了支持，該類庫包含F(xiàn)ield、Method和Constructor類，這些類的對象由JVM在啟動(dòng)時(shí)創(chuàng)建，用以表示未知類里對應(yīng)的成員。這樣的話就可以使用Contructor創(chuàng)建新的對象，用get()和set()方法獲取和修改類中與Field對象關(guān)聯(lián)的字段，用invoke()方法調(diào)用與Method對象關(guān)聯(lián)的方法。另外，還可以調(diào)用getFi

24、elds()、getMethods()和getConstructors()等許多便利的方法，以返回表示字段、方法、以及構(gòu)造器對象的數(shù)組，這樣，對象信息可以在運(yùn)行時(shí)被完全確定下來，而在編譯時(shí)不需要知道關(guān)于類的任何事情。反射機(jī)制并沒有什么神奇之處，當(dāng)通過反射與一個(gè)未知類型的對象打交道時(shí)，JVM只是簡單地檢查這個(gè)對象，看它屬于哪個(gè)特定的類。因此，那個(gè)類的.class對于JVM來說必須是可獲取的，要么在本地機(jī)器上，要么從網(wǎng)絡(luò)獲取。所以對于RTTI和反射之間的真正區(qū)別只在于： RTTI，編譯器在編譯時(shí)打開和檢查.class文件 反射，運(yùn)行時(shí)打開和檢查.class文件public class Person

25、 implements Serializable private String name;private int age;/ get/set方法public static void main(String args) Person person = new Person("luoxn28", 23);Class clazz = person.getClass();Field fields = clazz.getDeclaredFields();for (Field field : fields) String key = field.getName();PropertyDe

26、scriptor descriptor = new PropertyDescriptor(key, clazz);Method method = descriptor.getReadMethod();Object value = method.invoke(person);System.out.println(key + ":" + value); 以上通過getReadMethod()方法調(diào)用類的get函數(shù)，可以通過getWriteMethod()方法來調(diào)用類的set方法。通常來說，我們不需要使用反射工具，但是它們在創(chuàng)建動(dòng)態(tài)代碼會更有用，反射在Java中用來支持其他特性的

27、，例如對象的序列化和JavaBean等。4、動(dòng)態(tài)代理代理模式是為了提供額外或不同的操作，而插入的用來替代”實(shí)際”對象的對象，這些操作涉及到與”實(shí)際”對象的通信，因此代理通常充當(dāng)中間人角色。Java的動(dòng)態(tài)代理比代理的思想更前進(jìn)了一步，它可以動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建并代理并動(dòng)態(tài)地處理對所代理方法的調(diào)用。在動(dòng)態(tài)代理上所做的所有調(diào)用都會被重定向到單一的調(diào)用處理器上，它的工作是揭示調(diào)用的類型并確定相應(yīng)的策略。以下是一個(gè)動(dòng)態(tài)代理示例：接口和實(shí)現(xiàn)類：public interface Interface void doSomething();void somethingElse(String arg);public class RealObject implements Interface public void doSomething() System.out.println("doSomething.");public void somethingElse(String arg) System.out.println