Java 反射机制详解.docx
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Java反射机制详解
动态语言
动态语言，是指程序在运行时可以改变其结构：
新的函数可以被引进，已有的函数可以被删除等在结构上的变化。
比如众所周知的ECMAScript（JavaScript）便是一个动态语言。
除此之外如Ruby、Python等也都属于动态语言，而C、C++等语言则不属于动态语言。
（引自:
XX百科）
varexecString="alert（Math.floor（Math.random（）*10））;";
eval（execString）;
Class反射机制
∙指的是可以于运行时加载,探知和使用编译期间完全未知的类.
∙程序在运行状态中,可以动态加载一个只有名称的类,对于任意一个已经加载的类,都能够知道这个类的所有属性和方法;对于任意一个对象,都能调用他的任意一个方法和属性;
∙加载完类之后,在堆内存中会产生一个Class类型的对象（一个类只有一个Class对象）,这个对象包含了完整的类的结构信息,而且这个Class对象就像一面镜子,透过这个镜子看到类的结构,所以被称之为:
反射。
InstancesoftheclassClassrepresentclassesandinterfacesinarunningJavaapplication.Anenumisakindofclassandanannotationisakindofinterface.EveryarrayalsobelongstoaclassthatisreflectedasaClassobjectthatissharedbyallarrayswiththesameelementtypeandnumberofdimensions（维度）.TheprimitiveJavatypes（boolean,byte,char,short,int,long,float,anddouble）,andthekeywordvoidarealsorepresentedasClassobjects.
∙每个类被加载进入内存之后,系统就会为该类生成一个对应的java.lang.Class对象,通过该Class对象就可以访问到JVM中的这个类.
Class对象的获取
∙对象的getClass（）方法;
∙类的.class（最安全/性能最好）属性;
∙运用Class.forName（StringclassName）动态加载类,className需要是类的全限定名（最常用）.
从Class中获取信息
Class类提供了大量的实例方法来获取该Class对象所对应的详细信息,Class类大致包含如下方法,其中每个方法都包含多个重载版本,因此我们只是做简单的介绍,详细请参考JDK文档
获取类内信息
获取内容
方法签名
构造器
ConstructorgetConstructor（Class>...parameterTypes）
包含的方法
MethodgetMethod（Stringname,Class
>...parameterTypes）
包含的属性
FieldgetField（Stringname）
包含的Annotation
AgetAnnotation（ClassannotationClass）
内部类
Class
>[]getDeclaredClasses（）
外部类
Class
>getDeclaringClass（）
所实现的接口
Class
>[]getInterfaces（）
修饰符
intgetModifiers（）
所在包
PackagegetPackage（）
类名
StringgetName（）
简称
StringgetSimpleName（）
一些判断类本身信息的方法
判断内容
方法签名
注解类型?
booleanisAnnotation（）
使用了该Annotation修饰?
booleanisAnnotationPresent（Class
extendsAnnotation>annotationClass）
匿名类?
booleanisAnonymousClass（）
数组?
booleanisArray（）
枚举?
booleanisEnum（）
原始类型?
booleanisPrimitive（）
接口?
booleanisInterface（）
obj是否是该Class的实例
booleanisInstance（Objectobj）
使用反射生成并操作对象:
MethodConstructorField这些类都实现了java.lang.reflect.Member接口,程序可以通过Method对象来执行相应的方法,通过Constructor对象来调用对应的构造器创建实例,通过Filed对象直接访问和修改对象的成员变量值.
创建对象
通过反射来生成对象的方式有两种:
∙使用Class对象的newInstance（）方法来创建该Class对象对应类的实例（这种方式要求该Class对象的对应类有默认构造器）.
∙先使用Class对象获取指定的Constructor对象,再调用Constructor对象的newInstance（）方法来创建该Class对象对应类的实例（通过这种方式可以选择指定的构造器来创建实例）.
通过第一种方式来创建对象比较常见,像Spring这种框架都需要根据配置文件（如applicationContext.xml）信息来创建Java对象,从配置文件中读取的只是某个类的全限定名字符串,程序需要根据该字符串来创建对应的实例,就必须使用默认的构造器来反射对象.
下面我们就模拟Spring实现一个简单的对象池,该对象池会根据文件读取key-value对,然后创建这些对象,并放入Map中.
配置文件
{
"objects":
[
{
"id":
"id1",
"class":
"com.fq.domain.User"
},
{
"id":
"id2",
"class":
"com.fq.domain.Bean"
}
]
}
ObjectPool
/**
*Createdbyjifangon15/12/31.
*/
publicclassObjectPool{
privateMappool;
privateObjectPool（Mappool）{
this.pool=pool;
}
privatestaticObjectgetInstance（StringclassName）throwsClassNotFoundException,IllegalAccessException,InstantiationException{
returnClass.forName（className）.newInstance（）;
}
privatestaticJSONArraygetObjects（Stringconfig）throwsIOException{
Readerreader=newInputStreamReader（ClassLoader.getSystemResourceAsStream（config））;
returnJSONObject.parseObject（CharStreams.toString（reader））.getJSONArray（"objects"）;
}
//根据指定的JSON配置文件来初始化对象池
publicstaticObjectPoolinit（Stringconfig）{
try{
JSONArrayobjects=getObjects（config）;
ObjectPoolpool=newObjectPool（newHashMap（））;
if（objects!
=null&&objects.size（）!
=0）{
for（inti=0;iJSONObjectobject=objects.getJSONObject（i）;
if（object==null||object.size（）==0）{
continue;
}
Stringid=object.getString（"id"）;
StringclassName=object.getString（"class"）;
pool.putObject（id,getInstance（className））;
}
}
returnpool;
}catch（IOException|ClassNotFoundException|InstantiationException|IllegalAccessExceptione）{
thrownewRuntimeException（e）;
}
}
publicObjectgetObject（Stringid）{
returnpool.get（id）;
}
publicvoidputObject（Stringid,Objectobject）{
pool.put（id,object）;
}
publicvoidclear（）{
pool.clear（）;
}
}
Client
publicclassClient{
@Test
publicvoidclient（）{
ObjectPoolpool=ObjectPool.init（"config.json"）;
Useruser=（User）pool.getObject（"id1"）;
System.out.println（user）;
Beanbean=（Bean）pool.getObject（"id2"）;
System.out.println（bean）;
}
}
User
publicclassUser{
privateintid;
privateStringname;
privateStringpassword;
publicintgetId（）{
returnid;
}
publicvoidsetId（Integerid）{
this.id=id;
}
publicStringgetName（）{
returnname;
}
publicvoidsetName（Stringname）{
this.name=name;
}
publicStringgetPassword（）{
returnpassword;
}
publicvoidsetPassword（Stringpassword）{
this.password=password;
}
@Override
publicStringtoString（）{
return"User{"+
"id="+id+
",name='"+name+'/''+
",password='"+password+'/''+
'}';
}
}
Bean
publicclassBean{
privateBooleanusefull;
privateBigDecimalrate;
privateStringname;
publicBooleangetUsefull（）{
returnusefull;
}
publicvoidsetUsefull（Booleanusefull）{
this.usefull=usefull;
}
publicBigDecimalgetRate（）{
returnrate;
}
publicvoidsetRate（BigDecimalrate）{
this.rate=rate;
}
publicStringgetName（）{
returnname;
}
publicvoidsetName（Stringname）{
this.name=name;
}
@Override
publicStringtoString（）{
return"Bean{"+
"usefull="+usefull+
",rate="+rate+
",name='"+name+'/''+
'}';
}
}
注意:
需要在pom.xml中添加如下依赖:
com.alibaba
fastjson
1.2.7
com.google.guava
guava
18.0
调用方法
当获取到某个类对应的Class对象之后,就可以通过该Class对象的getMethod来获取一个Method数组或Method对象.每个Method对象对应一个方法,在获得Method对象之后,就可以通过调用invoke方法来调用该Method对象对应的方法.
@CallerSensitive
publicObjectinvoke（Objectobj,Object...args）
throwsIllegalAccessException,IllegalArgumentException,
InvocationTargetException
{
...
}
下面我们对上面的对象池加强:
可以看到Client获取到的对象的成员变量全都是默认值,既然我们已经使用了JSON这么优秀的工具,我们又学习了动态调用对象的方法,那么我们就通过配置文件来给对象设置值（在对象创建时）,新的配置文件形式如下:
{
"objects":
[
{
"id":
"id1",
"class":
"com.fq.domain.User",
"fields":
[
{
"name":
"id",
"value":
101
},
{
"name":
"name",
"value":
"feiqing"
},
{
"name":
"password",
"value":
"ICy5YqxZB1uWSwcVLSNLcA=="
}
]
},
{
"id":
"id2",
"class":
"com.fq.domain.Bean",
"fields":
[
{
"name":
"usefull",
"value":
true
},
{
"name":
"rate",
"value":
3.14
},
{
"name":
"name",
"value":
"bean-name"
}
]
},
{
"id":
"id3",
"class":
"com.fq.domain.ComplexBean",
"fields":
[
{
"name":
"name",
"value":
"complex-bean-name"
},
{
"name":
"refBean",
"ref":
"id2"
}
]
}
]
}
其中fields代表该Bean所包含的属性, name为属性名称, value为属性值（属性类型为JSON支持的类型）, ref代表引用一个对象（也就是属性类型为Object,但是一定要引用一个已经存在了的对象）
/**
*@authorjifang
*@since15/12/31下午4:
00
*/
publicclassObjectPool{
privateMappool;
privateObjectPool（Mappool）{
this.pool=pool;
}
privatestaticJSONArraygetObjects（Stringconfig）throwsIOException{
Readerreader=newInputStreamReader（ClassLoader.getSystemResourceAsStream（config））;
returnJSONObject.parseObject（CharStreams.toString（reader））.getJSONArray（"objects"）;
}
privatestaticObjectgetInstance（StringclassName,JSONArrayfields）
throwsClassNotFoundException,NoSuchMethodException,
IllegalAccessException,InstantiationException,InvocationTargetException{
//配置的Class
Class
>clazz=Class.forName（className）;
//目标Class的实例对象
ObjecttargetObject=clazz.newInstance（）;
if（fields!
=null&&fields.size（）!
=0）{
for（inti=0;iJSONObjectfield=fields.getJSONObject（i）;
//需要设置的成员变量名
StringfieldName=field.getString（"name"）;
//需要设置的成员变量的值
ObjectfieldValue;
if（field.containsKey（"value"））{
fieldValue=field.get（"value"）;
}elseif（field.containsKey（"ref"））{
StringrefBeanId=field.getString（"ref"）;
fieldValue=OBJECTPOOL.getObject（refBeanId）;
}else{
thrownewRuntimeException（"neithervaluenorref"）;
}
StringsetterName="set"+
fieldName.substring（0,1）.toUpperCase（）+
fieldName.substring
（1）;
//需要设置的成员变量的setter方法
MethodsetterMethod=clazz.getMethod（setterName,fieldValue.getClass（））;
//调用setter方法将值设置进去
setterMethod.invoke（targetObject,fieldValue）;
}
}
returntargetObject;
}
privatestaticObjectPoolOBJECTPOOL;
//创建一个对象池的实例（保证是多线程安全的）
privatestaticvoidinitSingletonPool（）{
if（OBJECTPOOL==null）{
synchronized（ObjectPool.class）{
if（OBJECTPOOL==null）{
OBJECTPOOL=newObjectPool（newConcurrentHashMap（））;
}
}
}
}
//根据指定的JSON配置文件来初始化对象池
publicstaticObjectPoolinit（Stringconfig）{
//初始化pool
initSingletonPool（）;
try{
JSONArrayobjects=getObjects（config）;
for（inti=0;objects!
=null&&iJSONObjectobject=objects.getJSONObject（i）;
if（object==null||object.size（）==0）{
continue;
}
Stringid=object.getString（"id"）;
StringclassName=object.getString（"class"）;
//初始化bean并放入池中
OBJECTPOOL.putObject（id,getInstance（className,object.getJSONArray（"fields"）））;
}
returnOBJECTPOOL;
}catch（IOException|ClassNotFoundException|
InstantiationException|IllegalAccessException|
NoSuchMethodException|InvocationTargetExceptione）{
thrownewRuntimeException（e）;
}
}
publicObjectgetObject（Stringid）{
returnpool.get（id）;
}
publicvoidputObject（Stringid,Objectobject）{
pool.put（id,object）;
}
p
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