java 反射机制--侯捷

[align=left]侯捷观点[/align]
[align=left]Java反射机制[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]摘要[/align]
[align=left]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 等等）、superclass（例如Object）、实现之interfaces（例如Cloneable），也包括fields和methods的所有信息，并可于运行时改变fields内容或唤起methods。本文借由实例，大面积示范Reflection APIs。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]关于本文：[/align]
[align=left]读者基础：具备Java 语言基础。[/align]
[align=left]本文适用工具：JDK1.5[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]关键词：[/align]
[align=left]Introspection（内省、内观）[/align]
[align=left]Reflection（反射）[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] [/align]
[align=left]有时候我们说某个语言具有很强的动态性，有时候我们会区分动态和静态的不同技术与作法。我们朗朗上口动态绑定（dynamic binding）、动态链接（dynamic linking）、动态加载（dynamic loading）等。然而“动态”一词其实没有绝对而普遍适用的严格定义，有时候甚至像对象导向当初被导入编程领域一样，一人一把号，各吹各的调。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]一般而言，开发者社群说到动态语言，大致认同的一个定义是：“程序运行时，允许改变程序结构或变量类型，这种语言称为动态语言”。从这个观点看，Perl，Python，Ruby是动态语言，C++，Java，C#不是动态语言。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]尽管在这样的定义与分类下Java不是动态语言，它却有着一个非常突出的动态相关机制：Reflection。这个字的意思是“反射、映象、倒影”，用在Java身上指的是我们可以于运行时加载、探知、使用编译期间完全未知的classes。换句话说，Java程序可以加载一个运行时才得知名称的class，获悉其完整构造（但不包括methods定义），并生成其对象实体、或对其fields设值、或唤起其methods1。这种“看透class”的能力（the ability of the program to examine itself）被称为introspection（内省、内观、反省）。Reflection和introspection是常被并提的两个术语。[/align]
[align=left] [/align]
Java如何能够做出上述的动态特性呢？这是一个深远话题，本文对此只简单介绍一些概念。整个篇幅最主要还是介绍Reflection APIs，也就是让读者知道如何探索class的结构、如何对某个“运行时才获知名称的class”生成一份实
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体、为其fields设值、调用其methods。本文将谈到java.lang.Class，以及java.lang.reflect中的Method、Field、Constructor等等classes。
[align=left] [/align]
[align=left]“Class”class[/align]
[align=left]众所周知Java有个Object class，是所有Java classes的继承根源，其内声明了数个应该在所有Java class中被改写的methods：hashCode()、equals()、clone()、toString()、getClass()等。其中getClass()返回一个Class object。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]Class class十分特殊。它和一般classes一样继承自Object，其实体用以表达Java程序运行时的classes和interfaces，也用来表达enum、array、primitive Java types（boolean, byte, char, short, int, long, float, double）以及关键词void。当一个class被加载，或当加载器（class loader）的defineClass()被JVM调用，JVM 便自动产生一个Class object。如果您想借由“修改Java标准库源码”来观察Class object的实际生成时机（例如在Class的constructor内添加一个println()），不能够！因为Class并没有public constructor（见图1）。本文最后我会拨一小块篇幅顺带谈谈Java标准库源码的改动办法。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]Class是Reflection故事起源。针对任何您想探勘的class，唯有先为它产生一个Class object，接下来才能经由后者唤起为数十多个的Reflection APIs。这些APIs将在稍后的探险活动中一一亮相。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]#001 public final[/align]
[align=left]#002 class Class<T> implements java.io.Serializable,[/align]
[align=left]#003 java.lang.reflect.GenericDeclaration,[/align]
[align=left]#004 java.lang.reflect.Type,[/align]
[align=left]#005 java.lang.reflect.AnnotatedElement {[/align]
[align=left]#006    private Class() {}[/align]
[align=left]#007    public String toString() {[/align]
[align=left]#008        return ( isInterface() ? "interface " :[/align]
[align=left]#009        (isPrimitive() ? "" : "class "))[/align]
[align=left]#010    + getName();[/align]
[align=left]#011 }[/align]
[align=left]...[/align]
[align=center]图1：Class class片段。注意它的private empty ctor，意指不允许任何人经由编程方式产生Class object。是的，其object 只能由JVM 产生。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]“Class” object的取得途径[/align]
[align=left]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。[/align]

[align=left]Class object 诞生管道[/align]	[align=left]示例[/align]
[align=left]运用getClass()[/align] [align=left]注：每个class 都有此函数[/align]	[align=left]String str = "abc";[/align] [align=left]Class c1 = str.getClass();[/align]
[align=left]运用[/align] [align=left]Class.getSuperclass()2[/align]	[align=left]Button b = new Button();[/align] [align=left]Class c1 = b.getClass();[/align] [align=left]Class c2 = c1.getSuperclass();[/align]
[align=left]运用static method[/align] [align=left]Class.forName()[/align] [align=left]（最常被使用）[/align]	[align=left]Class c1 = Class.forName ("java.lang.String");[/align] [align=left]Class c2 = Class.forName ("java.awt.Button");[/align] [align=left]Class c3 = Class.forName ("java.util.LinkedList$Entry");[/align] [align=left]Class c4 = Class.forName ("I");[/align] [align=left]Class c5 = Class.forName ("[I");[/align]
[align=left]运用[/align] [align=left].class 语法[/align]	[align=left]Class c1 = String.class;[/align] [align=left]Class c2 = java.awt.Button.class;[/align] Class c3 = Main.InnerClass.class; 1aa70 [align=left]Class c4 = int.class;[/align] [align=left]Class c5 = int[].class;[/align]
[align=left]运用[/align] [align=left]primitive wrapper classes[/align] [align=left]的TYPE 语法[/align] [align=left] [/align]	[align=left]Class c1 = Boolean.TYPE;[/align] [align=left]Class c2 = Byte.TYPE;[/align] [align=left]Class c3 = Character.TYPE;[/align] [align=left]Class c4 = Short.TYPE;[/align] [align=left]Class c5 = Integer.TYPE;[/align] [align=left]Class c6 = Long.TYPE;[/align] [align=left]Class c7 = Float.TYPE;[/align] [align=left]Class c8 = Double.TYPE;[/align] [align=left]Class c9 = Void.TYPE;[/align]

[align=center]图2：Java 允许多种管道生成Class object。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]Java classes 组成分析[/align]
[align=left]首先容我以图3的java.util.LinkedList为例，将Java class的定义大卸八块，每一块分别对应图4所示的Reflection API。图5则是“获得class各区块信息”的程序示例及执行结果，它们都取自本文示例程序的对应片段。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]package java.util;                      //(1)[/align]
[align=left]import java.lang.*;                     //(2)[/align]
[align=left]public class LinkedList<E>              //(3)(4)(5)[/align]
[align=left]extends AbstractSequentialList<E>       //(6)[/align]
[align=left]implements List<E>, Queue<E>,[/align]
[align=left]Cloneable, java.io.Serializable         //(7)[/align]
[align=left]{[/align]
[align=left]private static class Entry<E> { … }//(8)[/align]
[align=left]public LinkedList() { … }           //(9)[/align]
[align=left]public LinkedList(Collection<? extends E> c) { … }[/align]
[align=left]public E getFirst() { … }           //(10)[/align]
[align=left]public E getLast() { … }[/align]
[align=left]private transient Entry<E> header = …; //(11)[/align]
[align=left]private transient int size = 0;[/align]
[align=left]}[/align]
[align=center]图3：将一个Java class 大卸八块，每块相应于一个或一组Reflection APIs（图4）。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]Java classes 各成份所对应的Reflection APIs[/align]
[align=left]图3的各个Java class成份，分别对应于图4的Reflection API，其中出现的Package、Method、Constructor、Field等等classes，都定义于java.lang.reflect。[/align]

[align=left]Java class 内部模块（参见图3）[/align]	[align=left]Java class 内部模块说明[/align]	[align=left]相应之Reflection API，多半为Class methods。[/align]	[align=left]返回值类型(return type)[/align]
[align=left](1) package[/align]	[align=left]class隶属哪个package[/align]	[align=left]getPackage()[/align]	[align=left]Package[/align]
[align=left](2) import[/align]	[align=left]class导入哪些classes[/align]	[align=left]无直接对应之API。[/align] [align=left]解决办法见图5-2。[/align]	[align=left] [/align]
[align=left](3) modifier[/align]	[align=left]class（或methods, fields）的属性[/align] [align=left] [/align]	[align=left]int getModifiers()[/align] [align=left]Modifier.toString(int)[/align] [align=left]Modifier.isInterface(int)[/align]	[align=left]int[/align] [align=left]String[/align] [align=left]bool[/align]
[align=left](4) class name or interface name[/align]	[align=left]class/interface[/align]	[align=left]名称getName()[/align]	[align=left]String[/align]
[align=left](5) type parameters[/align]	[align=left]参数化类型的名称[/align]	[align=left]getTypeParameters() [/align]	[align=left]TypeVariable <Class>[][/align]
[align=left](6) base class[/align]	[align=left]base class（只可能一个）[/align]	[align=left]getSuperClass()[/align]	[align=left]Class[/align]
[align=left](7) implemented interfaces[/align]	[align=left]实现有哪些interfaces[/align]	[align=left]getInterfaces()[/align]	[align=left]Class[][/align] [align=left] [/align]
[align=left](8) inner classes[/align]	[align=left]内部classes[/align]	[align=left]getDeclaredClasses()[/align]	[align=left]Class[][/align]
[align=left](8') outer class[/align]	[align=left]如果我们观察的class 本身是inner classes，那么相对它就会有个outer class。[/align]	[align=left]getDeclaringClass()[/align]	[align=left]Class[/align]
[align=left](9) constructors[/align]	[align=left]构造函数getDeclaredConstructors()[/align]	[align=left]不论 public 或private 或其它access level，皆可获得。另有功能近似之取得函数。[/align]	[align=left]Constructor[][/align]
[align=left](10) methods[/align]	[align=left]操作函数getDeclaredMethods()[/align]	[align=left]不论 public 或private 或其它access level，皆可获得。另有功能近似之取得函数。[/align]	[align=left]Method[][/align]
[align=left](11) fields[/align]	[align=left]字段（成员变量）[/align]	[align=left]getDeclaredFields()不论 public 或private 或其它access level，皆可获得。另有功能近似之取得函数。[/align]	[align=left]Field[][/align]

[align=center]图4：Java class大卸八块后（如图3），每一块所对应的Reflection API。本表并非[/align]
[align=center]Reflection APIs 的全部。[/align]
[align=center] [/align]
[align=left]Java Reflection API 运用示例[/align]
[align=left]图5示范图4提过的每一个Reflection API，及其执行结果。程序中出现的tName()是个辅助函数，可将其第一自变量所代表的“Java class完整路径字符串”剥除路径部分，留下class名称，储存到第二自变量所代表的一个hashtable去并返回（如果第二自变量为null，就不储存而只是返回）。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]#001 Class c = null;[/align]
[align=left]#002 c = Class.forName(args[0]);[/align]
[align=left]#003[/align]
[align=left]#004 Package p;[/align]
[align=left]#005 p = c.getPackage();[/align]
[align=left]#006[/align]
[align=left]#007 if (p != null)[/align]
[align=left]#008    System.out.println("package "+p.getName()+";");[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]执行结果（例）：[/align]
[align=left]package java.util;[/align]
[align=center]图5-1：找出class 隶属的package。其中的c将继续沿用于以下各程序片段。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]#001 ff = c.getDeclaredFields();[/align]
[align=left]#002 for (int i = 0; i < ff.length; i++)[/align]
[align=left]#003    x = tName(ff[i].getType().getName(), classRef);[/align]
[align=left]#004[/align]
[align=left]#005 cn = c.getDeclaredConstructors();[/align]
[align=left]#006 for (int i = 0; i < cn.length; i++) {[/align]
[align=left]#007    Class cx[] = cn[i].getParameterTypes();[/align]
[align=left]#008    for (int j = 0; j < cx.length; j++)[/align]
[align=left]#009        x = tName(cx[j].getName(), classRef);[/align]
[align=left]#010 }[/align]
[align=left]#011[/align]
[align=left]#012 mm = c.getDeclaredMethods();[/align]
[align=left]#013 for (int i = 0; i < mm.length; i++) {[/align]
[align=left]#014    x = tName(mm[i].getReturnType().getName(), classRef);[/align]
[align=left]#015    Class cx[] = mm[i].getParameterTypes();[/align]
[align=left]#016    for (int j = 0; j < cx.length; j++)[/align]
[align=left]#017        x = tName(cx[j].getName(), classRef);[/align]
[align=left]#018 }[/align]
[align=left]#019 classRef.remove(c.getName()); //不必记录自己（不需import 自己）[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]执行结果（例）：[/align]
[align=left]import java.util.ListIterator;[/align]
[align=left]import java.lang.Object;[/align]
[align=left]import java.util.LinkedList$Entry;[/align]
[align=left]import java.util.Collection;[/align]
[align=left]import java.io.ObjectOutputStream;[/align]
[align=left]import java.io.ObjectInputStream;[/align]
[align=center]图5-2：找出导入的classes，动作细节详见内文说明。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]#001 int mod = c.getModifiers();[/align]
[align=left]#002 System.out.print(Modifier.toString(mod)); //整个modifier[/align]
[align=left]#003[/align]
[align=left]#004 if (Modifier.isInterface(mod))[/align]
[align=left]#005    System.out.print(" "); //关键词 "interface" 已含于modifier[/align]
[align=left]#006 else[/align]
[align=left]#007    System.out.print(" class "); //关键词 "class"[/align]
[align=left]#008 System.out.print(tName(c.getName(), null)); //class 名称[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]执行结果（例）：[/align]
[align=left]public class LinkedList[/align]
[align=center]图5-3：找出class或interface 的名称，及其属性（modifiers）。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]#001 TypeVariable<Class>[] tv;[/align]
[align=left]#002 tv = c.getTypeParameters(); //warning: unchecked conversion[/align]
[align=left]#003 for (int i = 0; i < tv.length; i++) {[/align]
[align=left]#004    x = tName(tv[i].getName(), null); //例如 E,K,V...[/align]
[align=left]#005    if (i == 0) //第一个[/align]
[align=left]#006        System.out.print("<" + x);[/align]
[align=left]#007    else //非第一个[/align]
[align=left]#008        System.out.print("," + x);[/align]
[align=left]#009    if (i == tv.length-1) //最后一个[/align]
[align=left]#010        System.out.println(">");[/align]
[align=left]#011 }[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]执行结果（例）：[/align]
[align=left]public abstract interface Map<K,V>[/align]
[align=left]或public class LinkedList<E>[/align]
[align=center]图5-4：找出parameterized types 的名称[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]#001 Class supClass;[/align]
[align=left]#002 supClass = c.getSuperclass();[/align]
[align=left]#003 if (supClass != null) //如果有super class[/align]
[align=left]#004    System.out.print(" extends" +[/align]
[align=left]#005 tName(supClass.getName(),classRef));[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]执行结果（例）：[/align]
[align=left]public class LinkedList<E>[/align]
[align=left]extends AbstractSequentialList,[/align]
[align=center]图5-5：找出base class。执行结果多出一个不该有的逗号于尾端。此非本处重点，为简化计，不多做处理。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]#001 Class cc[];[/align]
[align=left]#002 Class ctmp;[/align]
[align=left]#003 //找出所有被实现的interfaces[/align]
[align=left]#004 cc = c.getInterfaces();[/align]
[align=left]#005 if (cc.length != 0)[/align]
[align=left]#006    System.out.print(", /r/n" + " implements "); //关键词[/align]
[align=left]#007 for (Class cite : cc) //JDK1.5 新式循环写法[/align]
[align=left]#008    System.out.print(tName(cite.getName(), null)+", ");[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]执行结果（例）：[/align]
[align=left]public class LinkedList<E>[/align]
[align=left]extends AbstractSequentialList,[/align]
[align=left]implements List, Queue, Cloneable, Serializable,[/align]
[align=center]图5-6：找出implemented interfaces。执行结果多出一个不该有的逗号于尾端。此非本处重点，为简化计，不多做处理。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]#001 cc = c.getDeclaredClasses(); //找出inner classes[/align]
[align=left]#002 for (Class cite : cc)[/align]
[align=left]#003    System.out.println(tName(cite.getName(), null));[/align]
[align=left]#004[/align]
[align=left]#005 ctmp = c.getDeclaringClass(); //找出outer classes[/align]
[align=left]#006 if (ctmp != null)[/align]
[align=left]#007    System.out.println(ctmp.getName());[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]执行结果（例）：[/align]
[align=left]LinkedList$Entry[/align]
[align=left]LinkedList$ListItr[/align]
[align=center]图5-7：找出inner classes 和outer class[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]#001 Constructor cn[];[/align]
[align=left]#002 cn = c.getDeclaredConstructors();[/align]
[align=left]#003 for (int i = 0; i < cn.length; i++) {[/align]
[align=left]#004    int md = cn[i].getModifiers();[/align]
[align=left]#005    System.out.print(" " + Modifier.toString(md) + " " +[/align]
[align=left]#006    cn[i].getName());[/align]
[align=left]#007    Class cx[] = cn[i].getParameterTypes();[/align]
[align=left]#008    System.out.print("(");[/align]
[align=left]#009    for (int j = 0; j < cx.length; j++) {[/align]
[align=left]#010        System.out.print(tName(cx[j].getName(), null));[/align]
[align=left]#011        if (j < (cx.length - 1)) System.out.print(", ");[/align]
[align=left]#012    }[/align]
[align=left]#013    System.out.print(")");[/align]
[align=left]#014 }[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]执行结果（例）：[/align]
[align=left]public java.util.LinkedList(Collection)[/align]
[align=left]public java.util.LinkedList()[/align]
[align=center]图5-8a：找出所有constructors[/align]
 
[align=left]#004 System.out.println(cn[i].toGenericString());[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]执行结果（例）：[/align]
[align=left]public java.util.LinkedList(java.util.Collection<? extends E>)[/align]
[align=left]public java.util.LinkedList()[/align]
[align=center]图5-8b：找出所有constructors。本例在for 循环内使用toGenericString()，省事。[/align]
 
[align=left]#001 Method mm[];[/align]
[align=left]#002 mm = c.getDeclaredMethods();[/align]
[align=left]#003 for (int i = 0; i < mm.length; i++) {[/align]
[align=left]#004    int md = mm[i].getModifiers();[/align]
[align=left]#005    System.out.print(" "+Modifier.toString(md)+" "+[/align]
[align=left]#006    tName(mm[i].getReturnType().getName(), null)+" "+[/align]
[align=left]#007    mm[i].getName());[/align]
[align=left]#008    Class cx[] = mm[i].getParameterTypes();[/align]
[align=left]#009    System.out.print("(");[/align]
[align=left]#010    for (int j = 0; j < cx.length; j++) {[/align]
[align=left]#011        System.out.print(tName(cx[j].getName(), null));[/align]
[align=left]#012    if (j < (cx.length - 1)) System.out.print(", ");[/align]
[align=left]#013    }[/align]
[align=left]#014    System.out.print(")");[/align]
[align=left]#015 }[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]执行结果（例）：[/align]
[align=left]public Object get(int)[/align]
[align=left]public int size()[/align]
[align=center]图5-9a：找出所有methods[/align]
 
[align=left]#004 System.out.println(mm[i].toGenericString());[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]public E java.util.LinkedList.get(int)[/align]
[align=left]public int java.util.LinkedList.size()[/align]
[align=center]图5-9b：找出所有methods。本例在for 循环内使用toGenericString()，省事。[/align]
 
[align=left]#001 Field ff[];[/align]
[align=left]#002 ff = c.getDeclaredFields();[/align]
[align=left]#003 for (int i = 0; i < ff.length; i++) {[/align]
[align=left]#004    int md = ff[i].getModifiers();[/align]
[align=left]#005    System.out.println(" "+Modifier.toString(md)+" "+[/align]
[align=left]#006    tName(ff[i].getType().getName(), null) +" "+[/align]
[align=left]#007    ff[i].getName()+";");[/align]
[align=left]#008 }[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]执行结果（例）：[/align]
[align=left]private transient LinkedList$Entry header;[/align]
[align=left]private transient int size;[/align]
[align=center]图5-10a：找出所有fields[/align]
 
[align=left]#004 System.out.println("G: " + ff[i].toGenericString());[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]private transient java.util.LinkedList.java.util.LinkedList$Entry<E> ??[/align]
[align=left]java.util.LinkedList.header[/align]
[align=left]private transient int java.util.LinkedList.size[/align]
[align=center]图5-10b：找出所有fields。本例在for 循环内使用toGenericString()，省事。[/align]
 
[align=left]找出class参用（导入）的所有classes[/align]
[align=left]没有直接可用的Reflection API可以为我们找出某个class参用的所有其它classes。要获得这项信息，必须做苦工，一步一脚印逐一记录。我们必须观察所有fields的类型、所有methods（包括constructors）的参数类型和回返类型，剔除重复，留下唯一。这正是为什么图5-2程序代码要为tName()指定一个hashtable（而非一个null）做为第二自变量的缘故：hashtable可为我们储存元素（本例为字符串），又保证不重复。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]本文讨论至此，几乎可以还原一个class的原貌（唯有methods 和ctors的定义无法取得）。接下来讨论Reflection 的另三个动态性质：(1) 运行时生成instances，(2) 执[/align]
[align=left]行期唤起methods，(3) 运行时改动fields。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]运行时生成instances[/align]
[align=left]欲生成对象实体，在Reflection 动态机制中有两种作法，一个针对“无自变量ctor”，[/align]
[align=left]一个针对“带参数ctor”。图6是面对“无自变量ctor”的例子。如果欲调用的是“带参数ctor“就比较麻烦些，图7是个例子，其中不再调用Class的newInstance()，而是调用Constructor 的newInstance()。图7首先准备一个Class[]做为ctor的参数类型（本例指定为一个double和一个int），然后以此为自变量调用getConstructor()，获得一个专属ctor。接下来再准备一个Object[] 做为ctor实参值（本例指定3.14159和125），调用上述专属ctor的newInstance()。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]#001 Class c = Class.forName("DynTest");[/align]
[align=left]#002 Object obj = null;[/align]
[align=left]#003 obj = c.newInstance(); //不带自变量[/align]
[align=left]#004 System.out.println(obj);[/align]
[align=center]图6：动态生成“Class object 所对应之class”的对象实体；无自变量。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]#001 Class c = Class.forName("DynTest");[/align]
[align=left]#002 Class[] pTypes = new Class[] { double.class, int.class };[/align]
[align=left]#003 Constructor ctor = c.getConstructor(pTypes);[/align]
[align=left]#004 //指定parameter list，便可获得特定之ctor[/align]
[align=left]#005[/align]
[align=left]#006 Object obj = null;[/align]
[align=left]#007 Object[] arg = new Object[] {3.14159, 125}; //自变量[/align]
[align=left]#008 obj = ctor.newInstance(arg);[/align]
[align=left]#009 System.out.println(obj);[/align]
[align=center]图7：动态生成“Class object 对应之class”的对象实体；自变量以Object[]表示。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]运行时调用methods[/align]
[align=left]这个动作和上述调用“带参数之ctor”相当类似。首先准备一个Class[]做为ctor的参数类型（本例指定其中一个是String，另一个是Hashtable），然后以此为自变量调用getMethod()，获得特定的Method object。接下来准备一个Object[]放置自变量，然后调用上述所得之特定Method object的invoke()，如图8。知道为什么索取Method object时不需指定回返类型吗？因为method overloading机制要求signature（署名式）必须唯一，而回返类型并非signature的一个成份。换句话说，只要指定了method名称和参数列，就一定指出了一个独一无二的method。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]#001 public String func(String s, Hashtable ht)[/align]
[align=left]#002 {[/align]
[align=left]#003 …System.out.println("func invoked"); return s;[/align]
[align=left]#004 }[/align]
[align=left]#005 public static void main(String args[])[/align]
[align=left]#006 {[/align]
[align=left]#007 Class c = Class.forName("Test");[/align]
[align=left]#008 Class ptypes[] = new Class[2];[/align]
[align=left]#009 ptypes[0] = Class.forName("java.lang.String");[/align]
[align=left]#010 ptypes[1] = Class.forName("java.util.Hashtable");[/align]
[align=left]#011 Method m = c.getMethod("func",ptypes);[/align]
[align=left]#012 Test obj = new Test();[/align]
[align=left]#013 Object args[] = new Object[2];[/align]
[align=left]#014 arg[0] = new String("Hello,world");[/align]
[align=left]#015 arg[1] = null;[/align]
[align=left]#016 Object r = m.invoke(obj, arg);[/align]
[align=left]#017 Integer rval = (String)r;[/align]
[align=left]#018 System.out.println(rval);[/align]
[align=left]#019 }[/align]
[align=center]图8：动态唤起method[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]运行时变更fields内容[/align]
[align=left]与先前两个动作相比，“变更field内容”轻松多了，因为它不需要参数和自变量。首先调用Class的getField()并指定field名称。获得特定的Field object之后便可直接调用Field的get()和set()，如图9。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]#001 public class Test {[/align]
[align=left]#002 public double d;[/align]
[align=left]#003[/align]
[align=left]#004 public static void main(String args[])[/align]
[align=left]#005 {[/align]
[align=left]#006 Class c = Class.forName("Test");[/align]
[align=left]#007 Field f = c.getField("d"); //指定field 名称[/align]
[align=left]#008 Test obj = new Test();[/align]
[align=left]#009 System.out.println("d= " + (Double)f.get(obj));[/align]
[align=left]#010 f.set(obj, 12.34);[/align]
[align=left]#011 System.out.println("d= " + obj.d);[/align]
[align=left]#012 }[/align]
[align=left]#013 }[/align]
[align=center]图9：动态变更field 内容[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]Java 源码改动办法[/align]
[align=left]先前我曾提到，原本想借由“改动Java标准库源码”来测知Class object的生成，但由于其ctor原始设计为private，也就是说不可能透过这个管道生成Class object（而是由class loader负责生成），因此“在ctor中打印出某种信息”的企图也就失去了意义。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]这里我要谈点题外话：如何修改Java标准库源码并让它反应到我们的应用程序来。假设我想修改java.lang.Class，让它在某些情况下打印某种信息。首先必须找出标准源码！当你下载JDK 套件并安装妥当，你会发现jdk150/src/java/lang 目录（见图10）之中有Class.java，这就是我们此次行动的标准源码。备份后加以修改，编译获得Class.class。接下来准备将.class 搬移到jdk150/jre/lib/endorsed（见图10）。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]这是一个十分特别的目录，class loader将优先从该处读取内含classes的.jar文件——成功的条件是.jar内的classes压缩路径必须和Java标准库的路径完全相同。为此，我们可以将刚才做出的Class.class先搬到一个为此目的而刻意做出来的/java/lang目录中，压缩为foo.zip（任意命名，唯需夹带路径java/lang），再将这个foo.zip搬到jdk150/jre/lib/endorsed并改名为foo.jar。此后你的应用程序便会优先用上这里的java.lang.Class。整个过程可写成一个批处理文件（batch file），如图11，在DOS Box中使用。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] [/align]
[align=center]图10：JDK1.5 安装后的目录组织。其中的endorsed 是我新建。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]del e:/java/lang/*.class //清理干净[/align]
[align=left]del c:/jdk150/jre/lib/endorsed/foo.jar //清理干净[/align]
[align=left]c:[/align]
[align=left]cd c:/jdk150/src/java/lang[/align]
[align=left]javac -Xlint:unchecked Class.java //编译源码[/align]
[align=left]javac -Xlint:unchecked ClassLoader.java //编译另一个源码（如有必要）[/align]
[align=left]move *.class e:/java/lang //搬移至刻意制造的目录中[/align]
[align=left]e:[/align]
[align=left]cd e:/java/lang //以下压缩至适当目录[/align]
[align=left]pkzipc -add -path=root c:/jdk150/jre/lib/endorsed/foo.jar *.class[/align]
[align=left]cd e:/test //进入测试目录[/align]
[align=left]javac -Xlint:unchecked Test.java //编译测试程序[/align]
[align=left]java Test //执行测试程序[/align]
[align=center]图11：一个可在DOS Box中使用的批处理文件（batch file），用以自动化java.lang.Class[/align]
[align=center]的修改动作。Pkzipc(.exe)是个命令列压缩工具，add和path都是其命令。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]更多信息[/align]
[align=left]以下是视野所及与本文主题相关的更多讨论。这些信息可以弥补因文章篇幅限制而带来的不足，或带给您更多视野。[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]l         "Take an in-depth look at the Java Reflection API -- Learn about the new Java 1.1 tools forfinding out information about classes", by Chuck McManis。此篇文章所附程序代码是本文示例程序的主要依据（本文示例程序示范了更多Reflection APIs，并采用JDK1.5 新式的for-loop 写法）。[/align]
[align=left]l         "Take a look inside Java classes -- Learn to deduce properties of a Java class from inside aJava program", by Chuck McManis。[/align]
[align=left]l         "The basics of Java class loaders -- The fundamentals of this key component of the Javaarchitecture", by Chuck McManis。[/align]
[align=left]l         《The Java Tutorial Continued》, Sun microsystems. Lesson58-61, "Reflection".[/align]
 
[align=left]注1用过诸如MFC这类所谓Application Framework的程序员也许知道，MFC有所谓的dynamic creation。但它并不等同于Java的动态加载或动态辨识；所有能够在MFC程序中起作用的classes，都必须先在编译期被编译器“看见”。[/align]
[align=left] [/align]
注2如果操作对象是Object，Class.getSuperClass()会返回null。
 
[align=left]本文程序源码可至侯捷网站下载：[/align]
[align=left]http://www.jjhou.com/javatwo-2004-reflection-and-generics-in-jdk15-sample.ZIP[/align]