Java反射机制详解

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     Java反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为Java语言的反射机制。

1、关于Class

    1、Class是一个类，一个描述类的类（也就是描述类本身），封装了描述方法的Method，描述字段的Filed，描述构造器的Constructor等属性
    2、对象照镜子后（反射）可以得到的信息：某个类的数据成员名、方法和构造器、某个类到底实现了哪些接口。
    3、对于每个类而言，JRE 都为其保留一个不变的 Class 类型的对象。
        一个 Class 对象包含了特定某个类的有关信息。
    4、Class 对象只能由系统建立对象
    5、一个类在 JVM 中只会有一个Class实例

package com.java.reflection;

public class Person {
    String name;
    private int age;

    public Person() {
        System.out.println("无参构造器");
    }

    public Person(String name, int age) {
        System.out.println("有参构造器");
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

2、反射机制获取类有三种方法

    /**
     * 反射机制获取类有三种方法
     */
    @Test
    public void testGetClass() throws ClassNotFoundException {
        Class clazz = null;

        //1 直接通过类名.Class的方式得到
        clazz = Person.class;
        System.out.println("通过类名: " + clazz);

        //2 通过对象的getClass()方法获取,这个使用的少（一般是传的是Object，不知道是什么类型的时候才用）
        Object obj = new Person();
        clazz = obj.getClass();
        System.out.println("通过getClass(): " + clazz);

        //3 通过全类名获取，用的比较多，但可能抛出ClassNotFoundException异常
        clazz = Class.forName("com.java.reflection.Person");
        System.out.println("通过全类名获取: " + clazz);
    }

3、利用newInstance创建对象：调用的类必须有无参的构造器

    /**
     * Class类的newInstance()方法，创建类的一个对象。
     */
    @Test
    public void testNewInstance()
            throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {

        Class clazz = Class.forName("com.java.reflection.Person");

        //使用Class类的newInstance()方法创建类的一个对象
        //实际调用的类的那个 无参数的构造器（这就是为什么写的类的时候，要写一个无参数的构造器，就是给反射用的）
        //一般的，一个类若声明了带参数的构造器，也要声明一个无参数的构造器
        Object obj = clazz.newInstance();
        System.out.println(obj);
    }

4、ClassLoader类加载器

类加载器详解：http://blog.csdn.net/ochangwen/article/details/51473120

    /**
     * ClassLoader类装载器
     */
    @Test
    public void testClassLoader1() throws ClassNotFoundException, IOException {
        //1、获取一个系统的类加载器
        ClassLoader classLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
        System.out.println("系统的类加载器-->" + classLoader);

        //2、获取系统类加载器的父类加载器(扩展类加载器（extensions classLoader）)
        classLoader = classLoader.getParent();
        System.out.println("扩展类加载器-->" + classLoader);

        //3、获取扩展类加载器的父类加载器
        //输出为Null,无法被Java程序直接引用
        classLoader = classLoader.getParent();
        System.out.println("启动类加载器-->" + classLoader);

        //

        //4、测试当前类由哪个类加载器进行加载 ,结果就是系统的类加载器
        classLoader = Class.forName("com.java.reflection.Person").getClassLoader();
        System.out.println("当前类由哪个类加载器进行加载-->"+classLoader);

        //5、测试JDK提供的Object类由哪个类加载器负责加载的
        classLoader = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
        System.out.println("JDK提供的Object类由哪个类加载器加载-->" + classLoader);
    }

    @Test
    public void testGetResourceAsStream() throws ClassNotFoundException, IOException {
//	        这么写的话，文件需要放到src目录下
        //       InputStream in = new FileInputStream("test.properties");

        //5、关于类加载器的一个主要方法
        //调用getResourceAsStream 获取类路径下的文件对应的输入流
        InputStream in = this.getClass().getClassLoader()
                .getResourceAsStream("com/java/reflection/test.properties");
        System.out.println("in: " +in);

        Properties properties = new Properties();
        properties.load(in);

        String driverClass = properties.getProperty("dirver");
        String jdbcUrl = properties.getProperty("jdbcUrl");
        //中文可能会出现乱码，需要转换一下
        String user = new String(properties.getProperty("user").getBytes("ISO-8859-1"), "UTF-8");
        String password = properties.getProperty("password");

        System.out.println("diverClass: "+driverClass);
        System.out.println("user: " + user);
    }

5、Method: 对应类中的方法

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    //新增一个私有方法
    private void privateMthod(){
    }
    
    public Person() {
        System.out.println("无参构造器");
    }

    public Person(String name, int age) {
        System.out.println("有参构造器");
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    /**
     * 
     * @param age  类型用Integer，不用int
     */
    public void setName(String name , int age){
        System.out.println("name: " + name);
        System.out.println("age:"+ age);

    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

    @Test
    public void testMethod() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, 
            IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException {
        Class clazz = Class.forName("com.java.reflection.Person");

        //1、得到clazz 对应的类中有哪些方法,不能获取private方法
        Method[] methods =clazz.getMethods();
        System.out.print("        getMethods: ");
        for (Method method : methods){
            System.out.print(method.getName() + ", ");
        }

        //2、获取所有的方法(且只获取当着类声明的方法，包括private方法）
        Method[] methods2 = clazz.getDeclaredMethods();
        System.out.print("\ngetDeclaredMethods: ");
        for (Method method : methods2){
            System.out.print(method.getName() + ", ");
        }

        //3、获取指定的方法
        Method method = clazz.getDeclaredMethod("setName",String.class);//第一个参数是方法名，后面的是方法里的参数
        System.out.println("\nmethod : " + method);

        Method method2 = clazz.getDeclaredMethod("setName",String.class ,int.class);//第一个参数是方法名，后面的是方法里的参数
        System.out.println("method2: " + method2);

        //4、执行方法！
        Object obj = clazz.newInstance();
        method2.invoke(obj, "changwen", 22);
    }

6、invoke方法

public class PersonInvoke {
    public PersonInvoke() {
    }

    private String method2() {
        return "Person private String method2";
    }
}

public class StudentInvoke extends PersonInvoke{
    private void method1(Integer age) {
        System.out.println("Student private void method1, age=:" +age);
    }
}

    /**
     * 获取当前类的父类中定义的私有方法
     * 直接调用getSuperclass()
     */
    @Test
    public void testGetSuperClass() throws Exception {
        String className = "com.java.reflection.StudentInvoke";

        Class clazz = Class.forName(className);
        Class superClazz = clazz.getSuperclass();

        System.out.println(superClazz);
        //输出结果：class com.java.reflection.PersonInvoke
    }

   /**
     * @param className  某个类的全类名
     * @param methodName 类的一个方法的方法名，该方法也可能是私有方法
     * @param args  调用该方法需要传入的参数 ...可变参数的意思
     * @return 调用方法后的返回值
     */
    public Object invoke(String className, String methodName, Object ... args) {
        Object obj = null;
        try {
            obj = Class.forName(className).newInstance();
            return invoke(obj, methodName, args);

        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return invoke(null, methodName, args);
    }
    /**
     * @param obj  方法执行的那个对象
     * @param methodName 类的一个方法的方法名，该方法也可能是私有方法,还可能是该方法在父类中定义的私有方法
     * @param args  调用该方法需要传入的参数 ...可变参数的意思
     * @return 调用方法后的返回值
     */
    public Object invoke(Object obj, String methodName, Object ... args) {
        //1、获取Method对象
        Class [] parameterTypes = new Class[args.length];
        for (int i=0 ; i<args.length; i++){
            parameterTypes[i] = args[i].getClass();
        }

        try {
            //2、执行Method方法
            Method method = getMethod(obj.getClass(), methodName,parameterTypes);

            //通过反射执行private方法
            method.setAccessible(true);

            //3、返回方法的返回值
            return method.invoke(obj,args);

        } catch (Exception e) {

        }

        return null;
    }

    /**
     * 获取clazz 的methodName 方法， 该方法可能是私有方法，还可能是父类中的私有方法
     */
    public Method getMethod(Class clazz, String methodName, Class ... parameterTypes) {
        //注意这个循环里的内容！！！
        for (; clazz != Object.class; clazz = clazz.getSuperclass()){
            try {
                return clazz.getDeclaredMethod(methodName, parameterTypes);
            } catch (Exception e) { //这里要写Exception，不然会出错，应该是有部分异常没有捕获

            }
        }
        return null;
    }

    @Test
    public void testInvoke2() {
        Object obj = new StudentInvoke();
        invoke(obj, "method1", 10);

        Object result = invoke(obj, "method2");
        System.out.println(result);
    }

7、Field字段

public class Person {
    public String name;
    private Integer age;

    public Person() {
    }

    public Person(String name, Integer age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}

    /**
     * Field: 封装了字段的信息
     */
    @Test
    public void testField() throws
            ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException {

        Class clazz = Class.forName("com.java.reflection.Person");

        //1、获取字段
        //1.1 获取Field的数组,私有字段也能获取
        Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
        for (Field field: fields) {
            System.out.print(field.getName() + ", ");
        }

        //1.2 获取指定名字的Field（如果是私有的，见下面的4)
        Field field = clazz.getDeclaredField("name");
        System.out.println("\n获取指定Field名=: " + field.getName());

        Person person = new Person("ABC", 12);
        //2、获取指定对象的Field的值
        Object val = field.get(person);
        System.out.println("获取指定对象字段'name'的Field的值=： " + val);

        //3、设置指定对象的Field的值
        field.set(person, "changwen2");
        System.out.println("设置指定对象字段'name'的Field的值=: " + person.name);

        //4、若该字段是私有的，需要调用setAccessible(true)方法
        Field field2 = clazz.getDeclaredField("age");
        field2.setAccessible(true);
        System.out.println("获取指定私有字段名=: " + field2.getName());
    }

    /**
     * 一个实例：
     * 反射获取一个继承Person2的Student类
     * 设置字段"age"=20(该字段可能为私有，可能在其父类中）
     */
    @Test
    public void testClassField() throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {
        String className = "com.java.reflection.Student";
        String fieldName = "age";  //可能为私有，可能在其父类中
        Object val = 20;

        //创建className 对应类的对象，并为其fieldName赋值为val
        Class clazz = Class.forName(className);
        Field field = null;
        for (Class clazz2 = clazz; clazz2 != Object.class; clazz2 = clazz2.getSuperclass()){
            try {
                field = clazz2.getDeclaredField(fieldName);
            } catch (Exception e) {

            }
        }

        Object obj = clazz.newInstance();
        assert field != null;
        field.setAccessible(true);
        field.set(obj, val);

        Student stu = (Student) obj;
        System.out.println("age = " + stu.getAge());
    }

8、构造器(Constructor)

    /**
     * 构造器：开发用的比较少
     */
    @Test
    public void testConstructor() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException,
            IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        String className = "com.java.reflection.Person";
        Class<Person> clazz = (Class<Person>) Class.forName(className);

        //1.获取Constructor对象
        Constructor<Person>[] constructors =
                (Constructor<Person>[]) Class.forName(className).getConstructors();

        for (Constructor<Person> constructor: constructors) {
            System.out.println(constructor);
        }

        Constructor<Person> constructor = clazz.getConstructor(String.class, Integer.class);
        System.out.println("指定的-->" + constructor);

        //2.调用构造器的newInstance()方法创建对象
        Object obj= constructor.newInstance("changwen", 11);
    }

9、注解(Annotation)

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) //运行时检验
@Target(value = {ElementType.METHOD})  //作用在方法上
public @interface AgeValidator {

    int min();
    int max();
}

    /**
     * 通过反射才能获取注解
     */
    @Test
    public void testAnnotation() throws Exception {
/*      //这样的方式不能使用注解
        Person3 person3 = new Person3();
        person3.setAge(10);*/

        String className = "com.java.reflection.Person3";
        Class clazz = Class.forName(className);
        Object obj = clazz.newInstance();

        Method method = clazz.getDeclaredMethod("setAge",Integer.class);
        int val =40;

        //获取注解
        Annotation annotation = method.getAnnotation(AgeValidator.class);
        if (annotation != null){
            if (annotation instanceof AgeValidator){
                AgeValidator ageValidator = (AgeValidator) annotation;

                if (val< ageValidator.min() || val>ageValidator.max()){
                    throw new RuntimeException("数值超出范围");
                }
            }
        }

        method.invoke(obj, val);
        System.out.println(obj);
    }

JDK 的元Annotation

Java反射机制详解

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原文地址：http://blog.csdn.net/ochangwen/article/details/51474278