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Java反射机制的学习(转)

2013年04月05日 ⁄ 综合 ⁄ 共 4801字 ⁄ 字号 评论关闭

Java反射机制是Java语言被视为准动态语言的关键性质。Java反射机制的核心就是允许在运行时通过Java Reflection APIs来取得已知名字的class类的相关信息,动态地生成此类,并调用其方法或修改其域(甚至是本身声明为private的域或方法)。

也许你使用Java已经很长时间了,可是几乎不会用到Java反射机制。你会嗤之以鼻地告诉我,Java反射机制没啥用。或许在J2EEJ2SE等平台,Java反射机制没啥用(具体我也不了解,不多做评论),但是在Android应用开发中,该机制会带给你许多惊喜。

如果熟悉Android,那么你应该知道,Google不知出于什么原因,在系统源码中一些类或方法中经常加上“@hide”注释标记。它的作用是使这个方法或类在生成SDK时不可见,因此由此注释的东西,你在编译期是不可见的。这就出现了一些问题。一些明明可以访问的东西编译期却无法访问了!这使得你的程序有些本来可以完成的功能无法编译通过。

当然,有一种办法是自己去掉Android源码中的所有“@hide”标记,然后重新编译一份自己的SDK。另一种办法就是使用Java反射机制。当然,你还可以利用反射来访问存在访问限制的方法和修改其域。不过这种使用方法比较特殊,我们在文章的最后单独讨论。

从Class类说起

如果你使用Java,那么你应该知道Java中有一个Class类。Class类本身表示Java对象的类型,我们可以通过一个Object(子)对象的getClass方法取得一个对象的类型,此函数返回的就是一个Class类。当然,获得Class对象的方法有许多,但是没有一种方法是通过Class的构造函数来生成Class对象的。

也许你从来没有使用过Class类,也许你曾以为这是一个没什么用处的东西。不管你以前怎么认为,Class类是整个Java反射机制的源头。一切关于Java反射的故事,都从Class类开始。

因此,要想使用Java反射,我们首先得到Class类的对象。下表列出了几种得到Class类的方法,以供大家参考。

Class object 诞生管道

示例

运用getClass()

注:每个class 都有此函数

String str = "abc";

Class c1 = str.getClass();

运用

Class.getSuperclass()

Button b = new Button();

Class c1 = b.getClass();

Class c2 = c1.getSuperclass();

运用static method

Class.forName()

(最常被使用)

Class c1 = Class.forName ("java.lang.String");

Class c2 = Class.forName ("java.awt.Button");

Class c3 = Class.forName ("java.util.LinkedList$Entry");

Class c4 = Class.forName ("I");

Class c5 = Class.forName ("[I");

运用

.class 语法

Class c1 = String.class;

Class c2 = java.awt.Button.class;

Class c3 = Main.InnerClass.class;

Class c4 = int.class;

Class c5 = int[].class;

运用

primitive wrapper classes

的TYPE 语法

Class c1 = Boolean.TYPE;

Class c2 = Byte.TYPE;

Class c3 = Character.TYPE;

Class c4 = Short.TYPE;

Class c5 = Integer.TYPE;

Class c6 = Long.TYPE;

Class c7 = Float.TYPE;

Class c8 = Double.TYPE;

Class c9 = Void.TYPE;

获取一些基本信息

在我们得到一个类的Class类对象之后,Java反射机制就可以大施拳脚了。首先让我们来了解下如何获取关于某一个类的一些基本信息。

Java class 内部模块

Java class 内部模块说明

相应之Reflection API,多半为Class methods。

返回值类型(return type)

package

class隶属哪个package

getPackage()

Package

import

class导入哪些classes

无直接对应之API。可间接获取。

modifier

class(或methods, fields)的属性

int getModifiers()

Modifier.toString(int)

Modifier.isInterface(int)

int

String

bool

class name or interface name

class/interface

名称getName()

String

type parameters

参数化类型的名称

getTypeParameters()

TypeVariable <Class>[]

base class

base class(只可能一个)

getSuperClass()

Class

implemented interfaces

实现有哪些interfaces

getInterfaces()

Class[]

inner classes

内部classes

getDeclaredClasses()

Class[]

outer class

如果我们观察的class 本身是inner classes,那么相对它就会有个outer class。

getDeclaringClass()

Class

上表中,列出了一些Java class内部信息的获取方式。所采用的方法几乎都是调用Class对象的成员方法(由此你就可以了解到Class类的用处了吧)。当然,表中所列出的信息并不是全部,有很大一部分没有列出,你可以通过查阅Java文档得到更全面的了解。另外,下面将重点介绍一下类的构造函数、域和成员方法的获取方式。

类中最重要的三个信息

如果要对一个类的信息重要性进行排名的话,那么这三个信息理应获得前三的名次。它们分别是:构造函数、成员函数、成员变量。

也许你不同意我的排名,没关系。对于Java反射来说,这三个信息与之前介绍的基本信息相比较而言,有着本质的区别。那就是,之前的信息仅仅是只读的,而这三个信息可以在运行时被调用(构造函数和成员函数)或者被修改(成员变量)。所以,我想无可否认,至少站在Java反射机制的立场来说,这三者是最重要的信息。

下面,让我们分别了解一下这三个重要信息的获取方式。另外,我们将在后面的章节,详细介绍他们的调用方式或者修改方式。

构造函数

如果我们将Java对象视为一个二进制的生活在内存中生命体的话,那么构造函数无疑可以类比为Java对象生命体的诞生过程。我们在构造函数调用时为对象分配内存空间,初始化一些属性,于是一个新的生命诞生了。

Java是纯面向对象的语言,Java中几乎所有的一切都是类的对象,因此可想而知构造函数的重要性。

Java反射机制能够得到构造函数信息实在应该是一件令人惊喜的事情。正因为此,反射机制实质上才拥有了孵化生命的能力。换句话言之,我们可以通过反射机制,动态地创建新的对象。

获取构造函数的方法有以下几个:

Constructor getConstructor(Class[] params) 

Constructor[] getConstructors()

Constructor getDeclaredConstructor(Class[] params) 

Constructor[] getDeclaredConstructors()

我们有两种方式对这四个函数分组。

首先可以由构造函数的确定性进行分类。我们知道,一个类实际上可以拥有很多个构造函数。那么我们获取的构造函数是哪个呢?我们可以根据构造函数的参数标签对构造函数进行明确的区分,因此,如果我们在Java反射时指定构造函数的参数,那么我们就能确定地返回我们需要的那个“唯一”的构造函数。getConstructor(Class[] params) getDeclaredConstructor(Class[] params)正是这种确定唯一性的方式。但是,如果我们不清楚每个构造函数的参数表,或者我们出于某种目的需要获取所有的构造函数的信息,那么我们就不需要明确指定参数表,而这时返回的就应该是构造函数数组,因为构造函数很可能不止一个。getConstructors()getDeclaredConstructors()就是这种方式。

另外,我们还可以通过构造函数的访问权限进行分类。在设计类的时候,我们往往有一些构造函数需要声明为“private”、“protect”或者“default”,目的是为了不让外部的类调用此构造函数生成对象。于是,基于访问权限的不同,我们可以将构造函数分为public和非public两种。

getConstructor(Class[] params) getConstructors()仅仅可以获取到public的构造函数,而getDeclaredConstructor(Class[] params) getDeclaredConstructors()则能获取所有(包括public和非public)的构造函数。

成员函数

如果构造函数类比为对象的诞生过程的话,成员函数无疑可以类比为对象的生命行为过程。成员函数的调用执行才是绝大多数对象存在的证据和意义。Java反射机制允许获取成员函数(或者说成员方法)的信息,也就是说,反射机制能够帮助对象践行生命意义。通俗地说,Java反射能使对象完成其相应的功能。

和获取构造函数的方法类似,获取成员函数的方法有以下一些:

Method getMethod(String name, Class[] params)

Method[] getMethods()

Method getDeclaredMethod(String name, Class[] params) 

Method[] getDeclaredMethods() 

其中需要注意,String name参数,需要写入方法名。关于访问权限和确定性的问题,和构造函数基本一致。

成员变量

成员变量,我们经常叫做一个对象的域。从内存的角度来说,构造函数和成员函数都仅仅是Java对象的行为或过程,而成员变量则是真正构成对象本身的细胞和血肉。简单的说,就是成员变量占用的空间之和几乎就是对象占用的所有内存空间。

获取成员变量的方法与上面两种方法类似,具体如下:

Field getField(String name)

Field[] getFields()

Field getDeclaredField(String name)

Field[] getDeclaredFields()

其中,String name参数,需要写入变量名。关于访问权限和确定性的问题,与前面两例基本一致。

让动态真正动起来

在本文的一开始就说,Java反射机制是Java语言被视为准动态语言的关键性质。如果Java反射仅仅能够得到Java类(或对象)运行时的信息,而不能改变其行为和属性,那么它当然算不上“动态”。百度了一把何谓“动态语言”,解释如下: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。由此看来,Java确实不能算作“动态语言”。但是和C

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