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java反射机制

2013-09-24 16:03 495 查看

本篇文章依旧采用小例子来说明，因为我始终觉的，案例驱动是最好的，要不然只看理论的话，看了也不懂，不过建议大家在看完文章之后，在回过头去看看理论，会有更好的理解。
下面开始正文。
【案例1】通过一个对象获得完整的包名和类名

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package

Reflect;

/**

* 通过一个对象获得完整的包名和类名

* */

class

Demo{

//other codes...

class

hello{

public

static

void

main(String[] args) {

Demo demo=

new

Demo();

System.out.println(demo.getClass().getName());

【运行结果】：Reflect.Demo
添加一句：所有类的对象其实都是Class的实例。
【案例2】实例化Class类对象

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package

Reflect;

class

Demo{

//other codes...

class

hello{

public

static

void

main(String[] args) {

Class<?> demo1=

null

Class<?> demo2=

null

Class<?> demo3=

null

try

//一般尽量采用这种形式

demo1=Class.forName(

"Reflect.Demo"

);

catch

(Exception e){

e.printStackTrace();

demo2=

new

Demo().getClass();

demo3=Demo.

class

System.out.println(

"类名称   "

+demo1.getName());

System.out.println(

"类名称   "

+demo2.getName());

System.out.println(

"类名称   "

+demo3.getName());

【运行结果】：
类名称   Reflect.Demo
类名称   Reflect.Demo
类名称   Reflect.Demo
【案例3】通过Class实例化其他类的对象
通过无参构造实例化对象

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package

Reflect;

class

Person{

public

String getName() {

return

name;

public

void

setName(String name) {

this

.name = name;

public

int

getAge() {

<
4000
code style="color:rgb(0,102,153) !important;">return

age;

public

void

setAge(

int

age) {

this

.age = age;

@Override

public

String toString(){

return

"["

this

.name+

" 
"

this

.age+

"]"

private

String name;

private

int

age;

class

hello{

public

static

void

main(String[] args) {

Class<?> demo=

null

try

demo=Class.forName(

"Reflect.Person"

);

catch

(Exception e) {

e.printStackTrace();

Personper=

null

try

per=(Person)demo.newInstance();

catch

(InstantiationException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

catch

(IllegalAccessException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

per.setName(

"Rollen"

);

per.setAge(

);

System.out.println(per);

【运行结果】：
[Rollen 20]
但是注意一下，当我们把Person中的默认的无参构造函数取消的时候，比如自己定义只定义一个有参数的构造函数之后，会出现错误：
比如我定义了一个构造函数：

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public

Person(String name,

int

age) {

this

.age=age;

this

.name=name;

然后继续运行上面的程序，会出现：
java.lang.InstantiationException: Reflect.Person
    at java.lang.Class.newInstance0(Class.java:340)
    at java.lang.Class.newInstance(Class.java:308)
    at Reflect.hello.main(hello.java:39)
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
    at Reflect.hello.main(hello.java:47)
所以大家以后再编写使用Class实例化其他类的对象的时候，一定要自己定义无参的构造函数

【案例】通过Class调用其他类中的构造函数（也可以通过这种方式通过Class创建其他类的对象）

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package

Reflect;

import

java.lang.reflect.Constructor;

class

Person{

public

Person() {

public

Person(String name){

this

.name=name;

public

Person(

int

age){

this

.age=age;

public

Person(String name,

int

age) {

this

.age=age;

this

.name=name;

public

String getName() {

return

name;

public

int

getAge() {

return

age;

@Override

public

String toString(){

return

"["

this

.name+

" 
"

this

.age+

"]"

private

String name;

private

int

age;

class

hello{

public

static

void

main(String[] args) {

Class<?> demo=

null

try

demo=Class.forName(

"Reflect.Person"

);

catch

(Exception e) {

e.printStackTrace();

Personper1=

null

Personper2=

null

Personper3=

null

Personper4=

null

//取得全部的构造函数

Constructor<?> cons[]=demo.getConstructors();

try

per1=(Person)cons[

].newInstance();

per2=(Person)cons[

].newInstance(

"Rollen"

);

per3=(Person)cons[

].newInstance(

);

per4=(Person)cons[

].newInstance(

"Rollen"

);

catch

(Exception e){

e.printStackTrace();

System.out.println(per1);

System.out.println(per2);

System.out.println(per3);

System.out.println(per4);

【运行结果】：
[null 0]
[Rollen 0]
[null 20]
[Rollen 20]
【案例】
返回一个类实现的接口：

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package

Reflect;

interface

China{

public

static

final

String name=

"Rollen"

public

static

int

age=

public

void

sayChina();

public

void

sayHello(String name,

int

age);

class

Person

implements

China{

public

Person() {

public

Person(String sex){

this

.sex=sex;

public

String getSex() {

return

sex;

public

void

setSex(String sex) {

this

.sex = sex;

@Override

public

void

sayChina(){

System.out.println(

"hello ,china"

);

@Override

public

void

sayHello(String name,

int

age){

System.out.println(name+

"  "

+age);

private

String sex;

class

hello{

public

static

void

main(String[] args) {

Class<?> demo=

null

try

demo=Class.forName(

"Reflect.Person"

);

catch

(Exception e) {

e.printStackTrace();

//保存所有的接口

Class<?> intes[]=demo.getInterfaces();

for

int

i =

; i < intes.length; i++) {

System.out.println(

"实现的接口   "

+intes[i].getName());

【运行结果】：
实现的接口 Reflect.China
（注意，以下几个例子，都会用到这个例子的Person类，所以为节省篇幅，此处不再粘贴Person的代码部分，只粘贴主类hello的代码）
【案例】：取得其他类中的父类

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class

hello{

public

static

void

main(String[] args) {

Class<?> demo=

null

try

demo=Class.forName(

"Reflect.Person"

);

catch

(Exception e) {

e.printStackTrace();

//取得父类

Class<?> temp=demo.getSuperclass();

System.out.println(

"继承的父类为：   "

+temp.getName());

【运行结果】
继承的父类为： java.lang.Object
【案例】：获得其他类中的全部构造函数
这个例子需要在程序开头添加import java.lang.reflect.*;
然后将主类编写为：

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class

hello{

public

static

void

main(String[] args) {

Class<?> demo=

null

try

demo=Class.forName(

"Reflect.Person"

);

catch

(Exception e) {

e.printStackTrace();

Constructor<?>cons[]=demo.getConstructors();

for

int

i =

; i < cons.length; i++) {

System.out.println(

"构造方法：  "

+cons[i]);

【运行结果】：
构造方法： public Reflect.Person()
构造方法： public Reflect.Person(java.lang.String)
但是细心的读者会发现，上面的构造函数没有public 或者private这一类的修饰符
下面这个例子我们就来获取修饰符

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class

hello{

public

static

void

main(String[] args) {

Class<?> demo=

null

try

demo=Class.forName(

"Reflect.Person"

);

catch

(Exception e) {

e.printStackTrace();

Constructor<?>cons[]=demo.getConstructors();

for

int

i =

; i < cons.length; i++) {

Class<?> p[]=cons[i].getParameterTypes();

System.out.print(

"构造方法：  "

);

int

mo=cons[i].getModifiers();

System.out.print(Modifier.toString(mo)+

" "

);

System.out.print(cons[i].getName());

System.out.print(

"("

);

for

int

j=

;j<p.length;++j){

System.out.print(p[j].getName()+

" arg"

+i);

if

(j<p.length-

){

System.out.print(

","

);

System.out.println(

"){}"

);

【运行结果】：
构造方法： public Reflect.Person(){}
构造方法： public Reflect.Person(java.lang.String arg1){}
有时候一个方法可能还有异常，呵呵。下面看看：

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class

hello{

public

static

void

main(String[] args) {

Class<?> demo=

null

try

demo=Class.forName(

"Reflect.Person"

);

catch

(Exception e) {

e.printStackTrace();

Method method[]=demo.getMethods();

for

int

i=

;i<method.length;++i){

Class<?> returnType=method[i].getReturnType();

Class<?> para[]=method[i].getParameterTypes();

int

temp=method[i].getModifiers();

System.out.print(Modifier.toString(temp)+

" "

);

System.out.print(returnType.getName()+

"  "

);

System.out.print(method[i].getName()+

" "

);

System.out.print(

"("

);

for

int

j=

;j<para.length;++j){

System.out.print(para[j].getName()+

" "

"arg"

+j);

if

(j<para.length-

){

System.out.print(

","

);

Class<?> exce[]=method[i].getExceptionTypes();

if

(exce.length>

){

System.out.print(

") throws "

);

for

int

k=

;k<exce.length;++k){

System.out.print(exce[k].getName()+

" "

);

if

(k<exce.length-

){

System.out.print(

","

);

else

System.out.print(

")"

);

System.out.println();

【运行结果】：
public java.lang.String getSex ()
public void setSex (java.lang.String arg0)
public void sayChina ()
public void sayHello (java.lang.String arg0,int arg1)
public final native void wait (long arg0) throws java.lang.InterruptedException
public final void wait () throws java.lang.InterruptedException
public final void wait (long arg0,int arg1) throws java.lang.InterruptedException
public boolean equals (java.lang.Object arg0)
public java.lang.String toString ()
public native int hashCode ()
public final native java.lang.Class getClass ()
public final native void notify ()
public final native void notifyAll ()
【案例】接下来让我们取得其他类的全部属性吧，最后我讲这些整理在一起，也就是通过class取得一个类的全部框架

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class

hello {

public

static

void

main(String[] args) {

Class<?> demo =

null

try

demo = Class.forName(

"Reflect.Person"

);

catch

(Exception e) {

e.printStackTrace();

System.out.println(

"===============本类属性========================"

);

// 取得本类的全部属性

Field[] field = demo.getDeclaredFields();

for

int

i =

; i < field.length; i++) {

// 权限修饰符

int

mo = field[i].getModifiers();

String priv = Modifier.toString(mo);

// 属性类型

Class<?> type = field[i].getType();

System.out.println(priv +

" "

+ type.getName() +

" "

+ field[i].getName() +

";"

);

System.out.println(

"===============实现的接口或者父类的属性========================"

);

// 取得实现的接口或者父类的属性

Field[] filed1 = demo.getFields();

for

int

j =

; j < filed1.length; j++) {

// 权限修饰符

int

mo = filed1[j].getModifiers();

String priv = Modifier.toString(mo);

// 属性类型

Class<?> type = filed1[j].getType();

System.out.println(priv +

" "

+ type.getName() +

" "

+ filed1[j].getName() +

";"

);

【运行结果】：
===============本类属性========================
private java.lang.String sex;
===============实现的接口或者父类的属性========================
public static final java.lang.String name;
public static final int age;
【案例】其实还可以通过反射调用其他类中的方法：

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class

hello {

public

static

void

main(String[] args) {

Class<?> demo =

null

try

demo = Class.forName(

"Reflect.Person"

);

catch

(Exception e) {

e.printStackTrace();

try

//调用Person类中的sayChina方法

Method method=demo.getMethod(

"sayChina"

);

method.invoke(demo.newInstance());

//调用Person的sayHello方法

method=demo.getMethod(

"sayHello"

, String.

class

int

class

);

method.invoke(demo.newInstance(),

"Rollen"

);

catch

(Exception e) {

e.printStackTrace();

　　【运行结果】：
hello ,china
Rollen 20
【案例】调用其他类的set和get方法

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class

hello {

public

static

void

main(String[] args) {

Class<?> demo =

null

Object obj=

null

try

demo = Class.forName(

"Reflect.Person"

);

catch

(Exception e) {

e.printStackTrace();

try

obj=demo.newInstance();

catch

(Exception e) {

e.printStackTrace();

setter(obj,

"Sex"

"男"

,String.

class

);

getter(obj,

"Sex"

);

/**

* @param obj

*            操作的对象

* @param att

*            操作的属性

* */

public

static

void

getter(Object obj, String att) {

try

Method method = obj.getClass().getMethod(

"get"

+ att);

System.out.println(method.invoke(obj));

catch

(Exception e) {

e.printStackTrace();

/**

* @param obj

*            操作的对象

* @param att

*            操作的属性

* @param value

*            设置的值

* @param type

*            参数的属性

* */

public

static

void

setter(Object obj, String att, Object value,

Class<?> type) {

try

Method method = obj.getClass().getMethod(

"set"

+ att, type);

method.invoke(obj, value);

catch

(Exception e) {

e.printStackTrace();

// end class

【运行结果】：
男
【案例】通过反射操作属性

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class

hello {

public

static

void

main(String[] args)

throws

Exception {

Class<?> demo =

null

Object obj =

null

demo = Class.forName(

"Reflect.Person"

);

obj = demo.newInstance();

Field field = demo.getDeclaredField(

"sex"

);

field.setAccessible(

true

);

field.set(obj,

"男"

);

System.out.println(field.get(obj));

// end class

【案例】通过反射取得并修改数组的信息：

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import

java.lang.reflect.*;

class

hello{

public

static

void

main(String[] args) {

int

[] temp={

};

Class<?>demo=temp.getClass().getComponentType();

System.out.println(

"数组类型： "

+demo.getName());

System.out.println(

"数组长度  "

+Array.getLength(temp));

System.out.println(

"数组的第一个元素: "

+Array.get(temp,

));

Array.set(temp,

);

System.out.println(

"修改之后数组第一个元素为： "

+Array.get(temp,

));

【运行结果】：
数组类型： int
数组长度 5
数组的第一个元素: 1
修改之后数组第一个元素为： 100
【案例】通过反射修改数组大小

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class

hello{

public

static

void

main(String[] args) {

int

[] temp={

};

int

[] newTemp=(

int

[])arrayInc(temp,

);

print(newTemp);

System.out.println(

"====================="

);

String[] atr={

"a"

"b"

"c"

};

String[] str1=(String[])arrayInc(atr,

);

print(str1);

/**

* 修改数组大小

* */

public

static

Object arrayInc(Object obj,

int

len){

Class<?>arr=obj.getClass().getComponentType();

Object newArr=Array.newInstance(arr, len);

int

co=Array.getLength(obj);

System.arraycopy(obj,

, newArr,

, co);

return

newArr;

/**

* 打印

* */

public

static

void

print(Object obj){

Class<?>c=obj.getClass();

if

(!c.isArray()){

return

System.out.println(

"数组长度为： "

+Array.getLength(obj));

for

int

i =

; i < Array.getLength(obj); i++) {

System.out.print(Array.get(obj, i)+

" "

);

【运行结果】：
数组长度为： 15
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 0 0 0 0 =====================
数组长度为： 8
a b c null null null null null

动态代理
【案例】首先来看看如何获得类加载器：

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class

test{

class

hello{

public

static

void

main(String[] args) {

test t=

new

test();

System.out.println(

"类加载器  "

+t.getClass().getClassLoader().getClass().getName());

【程序输出】：
类加载器 sun.misc.Launcher$AppClassLoader
其实在java中有三种类类加载器。
1）Bootstrap ClassLoader 此加载器采用c++编写，一般开发中很少见。
2）Extension ClassLoader 用来进行扩展类的加载，一般对应的是jre\lib\ext目录中的类
3）AppClassLoader 加载classpath指定的类，是最常用的加载器。同时也是java中默认的加载器。
如果想要完成动态代理，首先需要定义一个InvocationHandler接口的子类，已完成代理的具体操作。

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package

Reflect;

import

java.lang.reflect.*;

//定义项目接口

interface

Subject {

public

String say(String name,

int

age);

// 定义真实项目

class

RealSubject

implements

Subject {

@Override

public

String say(String name,

int

age) {

return

name +

"  "

+ age;

class

MyInvocationHandler

implements

InvocationHandler {

private

Object obj =

null

public

Object bind(Object obj) {

this

.obj = obj;

return

Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj

.getClass().getInterfaces(),

this

);

@Override

public

Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)

throws

Throwable {

Object temp = method.invoke(

this

.obj, args);

return

temp;

class

hello {

public

static

void

main(String[] args) {

MyInvocationHandler demo =

new

MyInvocationHandler();

Subject sub = (Subject) demo.bind(

new

RealSubject());

String info = sub.say(

"Rollen"

);

System.out.println(info);

【运行结果】：
Rollen 20
类的生命周期
在一个类编译完成之后，下一步就需要开始使用类，如果要使用一个类，肯定离不开JVM。在程序执行中JVM通过装载，链接，初始化这3个步骤完成。
类的装载是通过类加载器完成的，加载器将.class文件的二进制文件装入JVM的方法区，并且在堆区创建描述这个类的java.lang.Class对象。用来封装数据。但是同一个类只会被类装载器装载以前
链接就是把二进制数据组装为可以运行的状态。

链接分为校验，准备，解析这3个阶段
校验一般用来确认此二进制文件是否适合当前的JVM（版本），
准备就是为静态成员分配内存空间，。并设置默认值
解析指的是转换常量池中的代码作为直接引用的过程，直到所有的符号引用都可以被运行程序使用（建立完整的对应关系）
完成之后，类型也就完成了初始化，初始化之后类的对象就可以正常使用了，直到一个对象不再使用之后，将被垃圾回收。释放空间。
当没有任何引用指向Class对象时就会被卸载，结束类的生命周期
将反射用于工厂模式
先来看看，如果不用反射的时候，的工厂模式吧：
http://www.cnblogs.com/rollenholt/archive/2011/08/18/2144851.html

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/**

* @author Rollen-Holt 设计模式之 工厂模式

*/

interface

fruit{

public

abstract

void

eat();

class

Apple

implements

fruit{

public

void

eat(){

System.out.println(

"Apple"

);

class

Orange

implements

fruit{

public

void

eat(){

System.out.println(

"Orange"

);

// 构造工厂类

// 也就是说以后如果我们在添加其他的实例的时候只需要修改工厂类就行了

class

Factory{

public

static

fruit getInstance(String fruitName){

fruit f=

null

if

"Apple"

.equals(fruitName)){

f=

new

Apple();

if

"Orange"

.equals(fruitName)){

f=

new

Orange();

return

f;

class

hello{

public

static

void

main(String[] a){

fruit f=Factory.getInstance(

"Orange"

);

f.eat();

这样，当我们在添加一个子类的时候，就需要修改工厂类了。如果我们添加太多的子类的时候，改的就会很多。
现在我们看看利用反射机制：

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package

Reflect;

interface

fruit{

public

abstract

void

eat();

class

Apple

implements

fruit{

public

void

eat(){

System.out.println(

"Apple"

);

class

Orange

implements

fruit{

public

void

eat(){

System.out.println(

"Orange"

);

class

Factory{

public

static

fruit getInstance(String ClassName){

fruit f=

null

try

f=(fruit)Class.forName(ClassName).newInstance();

catch

(Exception e) {

e.printStackTrace();

return

f;

class

hello{

public

static

void

main(String[] a){

fruit f=Factory.getInstance(

"Reflect.Apple"

);

if

(f!=

null

){

f.eat();

现在就算我们添加任意多个子类的时候，工厂类就不需要修改。

上面的爱吗虽然可以通过反射取得接口的实例，但是需要传入完整的包和类名。而且用户也无法知道一个接口有多少个可以使用的子类，所以我们通过属性文件的形式配置所需要的子类。
下面我们来看看：结合属性文件的工厂模式
首先创建一个fruit.properties的资源文件，
内容为：

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1 2	apple=Reflect.Apple orange=Reflect.Orange

　然后编写主类代码：

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package

Reflect;

import

java.io.*;

import

java.util.*;

interface

fruit{

public

abstract

void

eat();

class

Apple

implements

fruit{

public

void

eat(){

System.out.println(

"Apple"

);

class

Orange

implements

fruit{

public

void

eat(){

System.out.println(

"Orange"

);

//操作属性文件类

class

init{

public

static

Properties getPro()

throws

FileNotFoundException, IOException{

Properties pro=

new

Properties();

File f=

new

File(

"fruit.properties"

);

if

(f.exists()){

pro.load(

new

FileInputStream(f));

else

pro.setProperty(

"apple"

"Reflect.Apple"

);

pro.setProperty(

"orange"

"Reflect.Orange"

);

pro.store(

new

FileOutputStream(f),

"FRUIT CLASS"

);

return

pro;

class

Factory{

public

static

fruit getInstance(String ClassName){

fruit f=

null

try

f=(fruit)Class.forName(ClassName).newInstance();

catch

(Exception e) {

e.printStackTrace();

return

f;

class

hello{

public

static

void

main(String[] a)

throws

FileNotFoundException, IOException{

Properties pro=init.getPro();

fruit f=Factory.getInstance(pro.getProperty(

"apple"

));

if

(f!=

null

){

f.eat();

【运行结果】：Apple

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