Java类的反射机制

在慕课网上看到了Cedar老师讲的Java类的反射机制，感觉讲得很好，所以整理一下，以便于更深入的学习。http://www.imooc.com/learn/199

Class类介绍

1、在面向对象的世界里，万事万物皆对象。

Java语言中，静态的成员，普通的数据类型类是不是对象？

类是谁的对象？

类也是对象，类是java.lang.Class类的实例对象

2、这个对象应该怎样表示呢？

任何一个类都是Class的实例对象，这个实例对象有三种表示方式

package cn.reflect;

public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Foo f1 = new Foo();

//（1）任何一个类都有一个隐藏的静态成员变量class
Class c1 = Foo.class;

//（2）已知该类的对象，通过getClass方法来表示
Class c2 = f1.getClass();
/**
* c1和c2都代表了Foo类的类类型（class Type）
* 一个类只可能是Class类的一个实例对象
*/
System.out.println(c1 == c2);//True

//（3）Class.forName("类全名")
Class c3 = null;
try {
c3 = Class.forName("cn.reflect.Foo");
System.out.println(c2 == c3);
} catch (ClassNotFoundException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}

/**
* 通过类的类类型创建该类的实例对象-->
* 通过c1、c2、c3都可创建
*/
try {
//这种方式需要强转，也需要Foo有一个无参的构造函数
Foo foo = (Foo) c1.newInstance();
foo.print();
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}

}
}

class Foo {
public void print() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("Foo");
}
}

动态加载类和静态加载类

编译时刻加载类是静态加载类，运行时刻加载类是动态加载类。

Class.forName(“类的全名”)不仅表示了类的类型性，还表示这是动态加载类。

package cn.reflect;

public class Office {
public static void main(String[] args) {
if("Word".equals(args[0])){
Word w = new Word();
w.print();
}else if("Excel".equals(args[0])){
Excel e = new Excel();
e.print();
}
}
}

package cn.reflect;

public class Word {
public void print() {
System.out.println("word is starting");
}
}

new 出来的对象都是静态加载类，在编译时刻就需要加载所有可能使用到的类，假如有100个类，99个存在，1个不存在，依旧用不了。

想要解决此类问题，就需要使用动态加载类。

Class c = Class.forName(args[0]);

但此时又出现一个问题，想要创建类的实例对象，必须要将c.newInstance()强转。应该向哪个方向强转，是向Word强转还是向Excel强转，故需要一个接口，统一标准。

package cn.reflect;

public interface OfficeAble {
public void print();
}

Word类需要实现这个接口

public class Word implements OfficeAble

package cn.reflect;

public class OfficeBetter {
public static void main(String[] args) {
try {
Class c = Class.forName(args[0]);
OfficeAble oa = (OfficeAble) c.newInstance();
oa.print();
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}

若是想增加其他类，也不需要更改和重新编译OfficeBetter类，只需要在用到之前书写相应的类并实现OfficeAble接口即可。

获取方法信息

类中的关键字都存在类类型

package cn.reflect;

public class ClassDemo {
public static void main(String[] args) {
Class c1 = int.class;//int 的类类型
Class c2 = String.class;
Class c3 = double.class;
Class c4 = Double.class;
Class c5 = void.class;

System.out.println(c1.getName());//int
System.out.println(c2.getName());//java.lang.String
System.out.println(c2.getSimpleName());//String
System.out.println(c5.getName());//void

}
}

一般来说，只要是类中的关键字，都有类类型。package没有类类型，因为它不是在类中的。

Class类的基本API操作

获取类的成员函数的信息

package cn.reflect;

import java.lang.reflect.Method;

public class ClassUtil {
/**
* 打印类的信息，包括类的成员函数
*/
public static void printClassMessage(Object obj){

//要获取类的信息，首先要获取类的类类型
Class c  = obj.getClass();//传递的是哪个子类的对象，c就是该子类的类类型
//获取类的名称
System.out.println("类的名称是"+c.getName());
/*
* Method类，方法对象
* 一个成员方法就是一个Method对象
* getMethods()方法获取的是所有的public的函数，包括父类继承来的。
* getDeclaredMethods()获取的是所有该类自己声明的方法，不问访问权限
*/
Method[] ms = c.getMethods();
for(int i = 0; i< ms.length;i++){
//得到方法的返回值的类类型
Class returnType = ms[i].getReturnType();
System.out.print(returnType.getName()+" ");
//得到方法的名称
System.out.print(ms[i].getName()+"(");
//获取参数类型
Class[] paramTypes = ms[i].getParameterTypes();
for (Class class1 : paramTypes) {
System.out.print(class1.getName()+",");
}
System.out.println(")");
}

}
}

测试类：

package cn.reflect;

public class ClassDemo3 {
public static void main(String[] args) {
String s = "hello";
ClassUtil.printClassMessage(s);
}
}

输出结果为

类的名称是java.lang.String
boolean equals(java.lang.Object,)
java.lang.String toString()
int hashCode()
int compareTo(java.lang.String,)
int compareTo(java.lang.Object,)
int indexOf(java.lang.String,int,)

……

获取类的成员变量的信息

成员变量也是对象，java.lang.reflect.Field类的对象

Field类封装了关于成员变量的操作

getFields方法获取的是所有public成员变量的信息

getDeclaredFields获取的是该类自己声明的成员变量的信息

/**
* 打印类的信息，包括类的成员变量
*/
public static void printFieldMessage(Object obj) {
Class c = obj.getClass();
Field[] fs = c.getDeclaredFields();
for (Field field : fs) {
// 得到成员变量的类型的类类型
Class fieldType = field.getType();
String typeName = fieldType.getName();
// 得到成员变量的名称
String fieldName = field.getName();
System.out.println(typeName + " " + fieldName);
}
}

测试：

ClassUtil.printFieldMessage("hello");

输出结果为：

long serialVersionUID
[Ljava.io.ObjectStreamField; serialPersistentFields
java.util.Comparator CASE_INSENSITIVE_ORDER

获取类的构造函数的信息

构造函数也是对象，是java.lang.Constructor的对象

java.lang.Constructor中封装了构造函数的信息

getConstructor获取public的所有构造方法

getDeclaredCOnstructor获取所有构造函数的信息

/**
* 打印对象的构造函数的信息
* @param obj
*/
public static void printConMessage(Object obj){
Class c = obj.getClass();

//Constructor[] cs = c.getConstructors();
Constructor[] cs = c.getDeclaredConstructors();
for (Constructor constructor : cs) {
System.out.print(constructor.getName()+"(");
Class[] paramTypes = constructor.getParameterTypes();
for (Class class1 : paramTypes) {
System.out.print(class1.getName()+",");
}
System.out.println(")");
}

}

测试：

ClassUtil.printConMessage("hello");

输出结果为：

java.lang.String([C,int,int,)
java.lang.String([B,int,)
java.lang.String([B,int,int,int,)

方法的反射

1.如何获取某个方法

方法的名称和方法的参数列表才能唯一决定某个方法

2.方法的反射操作

method.invoke(对象，参数列表)；

package cn.reflect;

import java.lang.reflect.Method;

public class MethodDemo1 {
public static void main(String[] args) {
// 要获取 print(int a, int b)方法，1.要获取一个方法就是获取类的信息，获取类的信息首先要获取类的类类型
A a1 = new A();
Class c = a1.getClass();
/*
* 2.获取方法 名称和参数列表来决定 getMethod获取的是public的方法 getDecaredMethod获取自己声明的方法
*/

try {
// Method m = c.getMethod("print", new
// Class[]{int.class,int.class});
Method m = c.getMethod("print", int.class, int.class);

// 方法的反射操作
// 用m对象进行方法的操作，和a1.print调用的效果相同
// 方法如果没有返回值，返回null，如果有返回值，返回具体的返回值
// Object o = m.invoke(a1, new Object[]{10,20});
Object o = m.invoke(a1, 10, 20);
System.out.println("================");
Method m1 = c.getMethod("print", String.class, String.class);
Object o1 = m1.invoke(a1, "hello", "world");
/*
* 如果没有参数可以直接写m1.invoke(a1);
*/
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}

}
}

class A {
public void print(int a, int b) {
System.out.println(a + b);
}

public void print(String a, String b) {
System.out.println(a.toUpperCase() + "," + b.toUpperCase());
}
}

通过反射了解集合泛型的本质

package cn.reflect;

import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;

public class MethodDemo02 {
public static void main(String[] args) {
ArrayList list = new ArrayList();
ArrayList<String> list1 = new ArrayList<String>();

Class c1 = list.getClass();
Class c2 = list1.getClass();
System.out.println(c1==c2);//true
//反射的操作的都是编译之后的操作
/*
* c1==c2说明编译之后的集合的泛型是去泛型化的
* Java中的集合的泛型，是防止错误输入的，只在编译阶段有效
* 绕过编译就无效了
* 验证：通过方法的反射才操作，绕过编译
*/

try {
Method m = c2.getMethod("add", Object.class);
m.invoke(list1, 20);//绕过编译操作就绕过了泛型
m.invoke(list1, "hello");
System.out.println(list.size());
/*for (String string : list1) {
System.out.println(string);
}*///不能这样输出，会抛异常

} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}

}
}