Java反射之java.lang.reflect.Method

前一篇文章讲了Class中的成员变量（

java.lang.reflect.Field

）的常用使用方式以及其注意事项。我们接着讲Class中的方法(

java.lang.reflect.Method

)。

介绍

方法就是一段可执行的代码，可以是被继承而来的，也可以进行重载和重写，或者被编译器强制隐藏。但是相反的，反射代码是使方法选择被限制在一个特定的类中，而不考虑它的父类，虽然我们有办法查找到它的父类，但是这不是方法的反射能做到的，所以这里很容易引起问题。

获取Method的声明

方法的声明包括方法名称、描述符、参数、返回类型和异常表。类

java.lang.reflect.Method

提供可以获取这些信息的方式。

1. 获取方法的名称

String getName()

2. 获取方法的描述符

int getModifiers()

返回值可以参见上一篇文章的介绍。

3. 返回方法的返回值类型

Class<?> getReturnType()

Type getGenericReturnType

4. 返回方法的参数（列表）

Class<?>[]  getParameterTypes()

Type[] getGenericParameterTypes()

5. 返回方法的异常信息

Class<?>[] getExceptionTypes()

Type[] getGenericExceptionTypes()

为什么获取方法的参数、返回值类型和异常表会有两个方法呢？因为带有Generic是返回声明的类型，即使这个声明的类型是泛型，也会返回泛型标识符，而不会返回真正的类型，上一篇文章 讲过的泛型擦除有介绍这点。

口说无凭，举个例子吧。

public class MethodSpy {
private static final String  fmt = "%24s: %s%n";

// for the morbidly curious
<E extends RuntimeException> void genericThrow() throws E {}

public static void main(String... args) {
try {
Class<?> c = Class.forName(args[0]);
Method[] allMethods = c.getDeclaredMethods();
for (Method m : allMethods) {
if (!m.getName().equals(args[1])) {
continue;
}
out.format("%s%n", m.toGenericString());

out.format(fmt, "ReturnType", m.getReturnType());
out.format(fmt, "GenericReturnType", m.getGenericReturnType());

Class<?>[] pType  = m.getParameterTypes();
Type[] gpType = m.getGenericParameterTypes();
for (int i = 0; i < pType.length; i++) {
out.format(fmt,"ParameterType", pType[i]);
out.format(fmt,"GenericParameterType", gpType[i]);
}

Class<?>[] xType  = m.getExceptionTypes();
Type[] gxType = m.getGenericExceptionTypes();
for (int i = 0; i < xType.length; i++) {
out.format(fmt,"ExceptionType", xType[i]);
out.format(fmt,"GenericExceptionType", gxType[i]);
}
}
} catch (ClassNotFoundException x) {
x.printStackTrace();
}
}
}

这个例子的大致意思是输入一个类，以及要获取方法信息的方法名。

输入结果:

1. java.lang.Class的getConstructor方法

$ java MethodSpy java.lang.Class getConstructor
public java.lang.reflect.Constructor<T> java.lang.Class.getConstructor
(java.lang.Class<?>[]) throws java.lang.NoSuchMethodException,
java.lang.SecurityException
ReturnType: class java.lang.reflect.Constructor
GenericReturnType: java.lang.reflect.Constructor<T>
ParameterType: class [Ljava.lang.Class;
GenericParameterType: java.lang.Class<?>[]
ExceptionType: class java.lang.NoSuchMethodException
GenericExceptionType: class java.lang.NoSuchMethodException
ExceptionType: class java.lang.SecurityException
GenericExceptionType: class java.lang.SecurityException

java.lang.Class的cast方法

$ java MethodSpy java.lang.Class cast
public T java.lang.Class.cast(java.lang.Object)
ReturnType: class java.lang.Object
GenericReturnType: T
ParameterType: class java.lang.Object
GenericParameterType: class java.lang.Object

cast方法的返回值是就是泛型，标识符是”T”，所以getGenericReturnType()方法会返回T，而getReturnType()则返回java.lang.Object，也就是泛型擦除之后的类型。

3. java.io.PrintStream的format方法

$ java MethodSpy java.io.PrintStream format
public java.io.PrintStream java.io.PrintStream.format
(java.util.Locale,java.lang.String,java.lang.Object[])
ReturnType: class java.io.PrintStream
GenericReturnType: class java.io.PrintStream
ParameterType: class java.util.Locale
GenericParameterType: class java.util.Locale
ParameterType: class java.lang.String
GenericParameterType: class java.lang.String
ParameterType: class [Ljava.lang.Object;
GenericParameterType: class [Ljava.lang.Object;
public java.io.PrintStream java.io.PrintStream.format
(java.lang.String,java.lang.Object[])
ReturnType: class java.io.PrintStream
GenericReturnType: class java.io.PrintStream
ParameterType: class java.lang.String
GenericParameterType: class java.lang.String
ParameterType: class [Ljava.lang.Object;
GenericParameterType: class [Ljava.lang.Object;

获取参数的信息

我们单独拿出一章讲解获取参数的信息是因为参数比较特殊，为了安全和内存考虑，class的字节码文件里并不会存储参数的名称，比如一些参数名，如secret或password，可能会公开有关安全敏感方法的信息，比如很长的参数，存储其参数名会引起内存暴增。

当然我们执行时加上-parameters参数，可以强制存储其参数名称，默认情况下是不会存储的。

官方有一个打印参数的demo代码:

public class MethodParameterSpy {

private static final String  fmt = "%24s: %s%n";

// for the morbidly curious
<E extends RuntimeException> void genericThrow() throws E {}

public static void printClassConstructors(Class c) {
Constructor[] allConstructors = c.getConstructors();
out.format(fmt, "Number of constructors", allConstructors.length);
for (Constructor currentConstructor : allConstructors) {
printConstructor(currentConstructor);
}
Constructor[] allDeclConst = c.getDeclaredConstructors();
out.format(fmt, "Number of declared constructors",
allDeclConst.length);
for (Constructor currentDeclConst : allDeclConst) {
printConstructor(currentDeclConst);
}
}

public static void printClassMethods(Class c) {
Method[] allMethods = c.getDeclaredMethods();
out.format(fmt, "Number of methods", allMethods.length);
for (Method m : allMethods) {
printMethod(m);
}
}

public static void printConstructor(Constructor c) {
out.format("%s%n", c.toGenericString());
Parameter[] params = c.getParameters();
out.format(fmt, "Number of parameters", params.length);
for (int i = 0; i < params.length; i++) {
printParameter(params[i]);
}
}

public static void printMethod(Method m) {
out.format("%s%n", m.toGenericString());
out.format(fmt, "Return type", m.getReturnType());
out.format(fmt, "Generic return type", m.getGenericReturnType());

Parameter[] params = m.getParameters();
for (int i = 0; i < params.length; i++) {
printParameter(params[i]);
}
}

public static void printParameter(Parameter p) {
out.format(fmt, "Parameter class", p.getType());
out.format(fmt, "Parameter name", p.getName());
out.format(fmt, "Modifiers", p.getModifiers());
out.format(fmt, "Is implicit?", p.isImplicit());
out.format(fmt, "Is name present?", p.isNamePresent());
out.format(fmt, "Is synthetic?", p.isSynthetic());
}

public static void main(String... args) {

try {
printClassConstructors(Class.forName(args[0]));
printClassMethods(Class.forName(args[0]));
} catch (ClassNotFoundException x) {
x.printStackTrace();
}
}
}

获取到参数是Parameter，和Field一样，同样有这几种方法:

getType()：参数类型

getName(): 参数名称，如果编译器加了参数-parameters，则会返回真正的参数名，如果没有加，则参数会是argN的形式，N是第几个参数。

getModifiers(): 参数标识符，不详细介绍了。

isImplicit()：如果是隐式声明，则返回true。比如内部类会隐式声明parent成员变量和构造器。

我们的代码:

public class MethodParameterExamples {
public class InnerClass { }
}

编译器真正生成的代码:

public class MethodParameterExamples {
public class InnerClass {
final MethodParameterExamples parent;
InnerClass(final MethodParameterExamples this$0) {
parent = this$0;
}
}
}

isNamePresent(): 名称是否可以同样跟-parameters有关。

isSynthetic(): 是否是编译器生成的。

比如用上面的代码获取下面类的方法信息:

public class ExampleMethods<T> {

public boolean simpleMethod(String stringParam, int intParam) {
System.out.println("String: " + stringParam + ", integer: " + intParam);
return true;
}

public int varArgsMethod(String... manyStrings) {
return manyStrings.length;
}

public boolean methodWithList(List<String> listParam) {
return listParam.isEmpty();
}

public <T> void genericMethod(T[] a, Collection<T> c) {
System.out.println("Length of array: " + a.length);
System.out.println("Size of collection: " + c.size());
}

}

编译器加-parameters的执行结果如下:

Number of constructors: 1

Constructor #1
public ExampleMethods()

Number of declared constructors: 1

Declared constructor #1
public ExampleMethods()

Number of methods: 4

Method #1
public boolean ExampleMethods.simpleMethod(java.lang.String,int)
Return type: boolean
Generic return type: boolean
Parameter class: class java.lang.String
Parameter name: stringParam
Modifiers: 0
Is implicit?: false
Is name present?: true
Is synthetic?: false
Parameter class: int
Parameter name: intParam
Modifiers: 0
Is implicit?: false
Is name present?: true
Is synthetic?: false

Method #2
public int ExampleMethods.varArgsMethod(java.lang.String...)
Return type: int
Generic return type: int
Parameter class: class [Ljava.lang.String;
Parameter name: manyStrings
Modifiers: 0
Is implicit?: false
Is name present?: true
Is synthetic?: false

Method #3
public boolean ExampleMethods.methodWithList(java.util.List<java.lang.String>)
Return type: boolean
Generic return type: boolean
Parameter class: interface java.util.List
Parameter name: listParam
Modifiers: 0
Is implicit?: false
Is name present?: true
Is synthetic?: false

Method #4
public <T> void ExampleMethods.genericMethod(T[],java.util.Collection<T>)
Return type: void
Generic return type: void
Parameter class: class [Ljava.lang.Object;
Parameter name: a
Modifiers: 0
Is implicit?: false
Is name present?: true
Is synthetic?: false
Parameter class: interface java.util.Collection
Parameter name: c
Modifiers: 0
Is implicit?: false
Is name present?: true
Is synthetic?: false

不加参数的执行结果:

Number of constructors: 1
public reflect.ExampleMethods()
Number of parameters: 0
Number of declared constructors: 1
public reflect.ExampleMethods()
Number of parameters: 0
Number of methods: 4
public boolean reflect.ExampleMethods.simpleMethod(java.lang.String,int)
Return type: boolean
Generic return type: boolean
Parameter class: class java.lang.String
Parameter name: arg0
Modifiers: 0
Is implicit?: false
Is name present?: false
Is synthetic?: false
Parameter class: int
Parameter name: arg1
Modifiers: 0
Is implicit?: false
Is name present?: false
Is synthetic?: false
public int reflect.ExampleMethods.varArgsMethod(java.lang.String...)
Return type: int
Generic return type: int
Parameter class: class [Ljava.lang.String;
Parameter name: arg0
Modifiers: 0
Is implicit?: false
Is name present?: false
Is synthetic?: false
public boolean reflect.ExampleMethods.methodWithList(java.util.List<java.lang.String>)
Return type: boolean
Generic return type: boolean
Parameter class: interface java.util.List
Parameter name: arg0
Modifiers: 0
Is implicit?: false
Is name present?: false
Is synthetic?: false
public <T> void reflect.ExampleMethods.genericMethod(T[],java.util.Collection<T>)
Return type: void
Generic return type: void
Parameter class: class [Ljava.lang.Object;
Parameter name: arg0
Modifiers: 0
Is implicit?: false
Is name present?: false
Is synthetic?: false
Parameter class: interface java.util.Collection
Parameter name: arg1
Modifiers: 0
Is implicit?: false
Is name present?: false
Is synthetic?: false

获取方法的标识符

int getModifiers

获取标识符，这里举个例子就好，不做详细介绍。

public class MethodModifierSpy {

private static int count;
private static synchronized void inc() { count++; }
private static synchronized int cnt() { return count; }

public static void main(String... args) {
try {
Class<?> c = Class.forName(args[0]);
Method[] allMethods = c.getDeclaredMethods();
for (Method m : allMethods) {
if (!m.getName().equals(args[1])) {
continue;
}
out.format("%s%n", m.toGenericString());
out.format("  Modifiers:  %s%n",
Modifier.toString(m.getModifiers()));
out.format("  [ synthetic=%-5b var_args=%-5b bridge=%-5b ]%n",
m.isSynthetic(), m.isVarArgs(), m.isBridge());
inc();
}
out.format("%d matching overload%s found%n", cnt(),
(cnt() == 1 ? "" : "s"));
} catch (ClassNotFoundException x) {
x.printStackTrace();
}
}
}

输出结果:

$ java MethodModifierSpy java.lang.Object wait
public final void java.lang.Object.wait() throws java.lang.InterruptedException
Modifiers:  public final
[ synthetic=false var_args=false bridge=false ]
public final void java.lang.Object.wait(long,int)
throws java.lang.InterruptedException
Modifiers:  public final
[ synthetic=false var_args=false bridge=false ]
public final native void java.lang.Object.wait(long)
throws java.lang.InterruptedException
Modifiers:  public final native
[ synthetic=false var_args=false bridge=false ]
3 matching overloads found

$ java MethodModifierSpy java.lang.StrictMath toRadians
public static double java.lang.StrictMath.toRadians(double)
Modifiers:  public static strictfp
[ synthetic=false var_args=false bridge=false ]
1 matching overload found

$ java MethodModifierSpy MethodModifierSpy inc
private synchronized void MethodModifierSpy.inc()
Modifiers: private synchronized
[ synthetic=false var_args=false bridge=false ]
1 matching overload found

$ java MethodModifierSpy java.lang.Class getConstructor
public java.lang.reflect.Constructor<T> java.lang.Class.getConstructor
(java.lang.Class<T>[]) throws java.lang.NoSuchMethodException,
java.lang.SecurityException
Modifiers: public transient
[ synthetic=false var_args=true bridge=false ]
1 matching overload found

$ java MethodModifierSpy java.lang.String compareTo
public int java.lang.String.compareTo(java.lang.String)
Modifiers: public
[ synthetic=false var_args=false bridge=false ]
public int java.lang.String.compareTo(java.lang.Object)
Modifiers: public volatile
[ synthetic=true  var_args=false bridge=true  ]
2 matching overloads found

执行方法

使用反射执行方法（Invoking Methods）是很简单的事情，调用:

public Object invoke(Object obj,

Object... args)

throws IllegalAccessException,

IllegalArgumentException,

InvocationTargetException

即可，obj是拥有方法的Class的实例，args是方法的参数。

注意方法调用可能抛出 IllegalAccessException、IllegalArgumentException、InvocationTargetException异常。

反射之Method的一些注意事项

查找方法时c.getMethod(mName, cArg) 注意会抛出异常。

私有方法调用时会抛出IllegalAccessException，但是这个可以通过AccessibleObject.setAccessible()设置成功后可以调用成功。

方法调用时抛出IllegalArgumentException，抛出这个异常的原因是参数不合法。

方法调用时抛出InvocationTargetException，这个异常比较特殊，方法调用成功了，但是方法内部抛出了异常，所有invoke()会抛出这个异常，可以通过Throwable cause = IllegalArgumentException.getCause()和cause.getMessage获取到异常信息。