反射机制作用
- 在运行时分析类的能力
- 在运行时查看对象
- 实现通用的数组操作代码
反射机制的实现
采用Class类和java.lang.reflect 类库一起实现 <反射>机制
- Class 类： 代表一个目标类。
- Field 类： 代表目标类的成员变量。
- Method 类： 代表目标类的方法。
- Constructor 类： 代表目标类的构造方法。
- Array 类： 提供了动态创建数组，以及访问数组的元素的静态方法。
Class 类
在程序运行期间，Java运行时系统始终为所有的对象维护一个被称为运行时的类型表示。这个信息跟踪着每个对象所属的类。虚拟机利用运行时类型信息选择相应的方法执行。
然而，可以通过专门的Java类访问这些信息。保存这些信息的类被成为Class，这个名字很容易让人混淆。Object 类中的getClass() 方法将返回一个Class类型的实例。
获取Class对象的三种方法
- 如果类在一个包里，包的名字也作为做类名的一部分。
Random generator = new Random();
Class cl = generator.getClass();
System.out.println(cl.getName());//java.util.Random
-
如果类名保存字符串中，并可在运行时该变，即可使用这种方法。forName() 方法会爆ClassNotFoundException 异常，所以需要进行异常处理。
Class.forName() 内部通过反射API根据目标类名将类手动加载到内存中，称为类加载器加载方法。加载过程中会把目标类的static方法，变量，代码块加载到JVM，注意此时尚未创建对象实例
String className = "java.util.Random";
Class cl = class.forName(className);
- 如果T是任意的Java类型（或void 关键字），T.class 将代表匹配的类对象
Class cl = Random.class;
获取构造器--Constructor 类
-
Constructor[] getConstructors()：获得所有public构造器； -
Constructor[] getDeclaredConstructors()：获得所有访问权限的构造器 -
Constructor getConstructor(Class[] params)：根据指定参数获得对应构造器； -
Constructor getDeclaredConstructor(Class[] params)：根据指定参数获得对应构造器；
获得方法--Method 类
-
Method[] getMethods()：获得所有public方法； -
Method[] getDeclaredMethods()：获得所有访问权限的方法； -
Method getMethod(String name, Class[] params)：根据方法签名获取类自身对应public方法，或者从基类继承和接口实现的对应public方法； -
Method getDeclaredMethod(String name, Class[] params)：根据方法签名获得对应的类自身声明方法，访问权限不限；
获得变量--Field 类
-
Field[] getFields()：获得类中所有public变量 -
Field[] getDeclaredFields()：获得类中所有访问权限变量 -
Field getField(String name)：根据变量名得到对应的public变量 -
Field getDeclaredField(String name)：根据变量名获得对应的变量，访问权限不限；
实战
我们来个例子加深一下印象。
打印一个类的所有构造函数
public static void printConstructors(Class cl)
{
//返回包含Constructor 对象的数组，其中包含了Class对象的所有构造器
Constructor[] constructors = cl.getDeclaredConstructors();
for (Constructor c: constructors) {
//String getName()
//返回一个用于描述构造器、方法或域名的字符串
String name = c.getName();
System.out.print(" ");
String modifiers = Modifier.toString(c.getModifiers());
if (modifiers.length()>0)
System.out.print(modifiers+ " ");
System.out.print(name+"(");
//Class[] getParameterTypes() (在Constructor 和 Method 类中)
//返回一个用于描述参数类型的Class对象数组
printParameterType(c.getParameterTypes());
System.out.println(");");
}
}
打印一个类的所有方法
public static void printMethods(Class cl)
{
//返回包含Method 对象的数组，返回这个类或接口的全部方法，但不包括由超类继承了的方法
Method[] methods = cl.getDeclaredMethods();
for (Method m:methods) {
//Class getReturnType() (在 Method 类中)
//返回一个用于描述返回类型的Class对象
Class retType = m.getReturnType();
String name = m.getName();
System.out.print(" ");
//打印修饰符、返回类型和方法名称
String modifiers =Modifier.toString(m.getModifiers());
if (modifiers.length()>0)
System.out.print(modifiers+" ");
System.out.print(retType.getName()+" "+ name + "(");
printParameterType(m.getParameterTypes());
System.out.println(");");
}
}
打印一个类的所有字段
public static void printFields(Class cl)
{
//Field[] getDeclaredFields()
//返回包含Field 对象的数组，这些对象记录了这个类的全部域
Field[] fields = cl.getDeclaredFields();
for (Field f : fields){
Class type = f.getType();
String name = f.getName();
System.out.print(" ");
String modifiers = Modifier.toString(f.getModifiers());
if (modifiers.length()>0)
System.out.print(modifiers+" ");
System.out.println(type.getName()+" "+ name+ ";");
}
}
打印方法的参数类型
public static void printParameterType(Class[] paramTypes)
{
for (int j = 0;j<paramTypes.length;j++) {
if (j>0)
System.out.print(", ");
System.out.print(paramTypes[j].getName());
}
}
测试
public static void main(String[] args)
{
String name;
if (args.length>0)
name = args[0];
else {
Scanner in = new Scanner(System.in);
System.out.println("Enter class name(e.g java.util.Date): ");
name = in.next();
}
try {
//print class name and superclass name (if != object)
//调用Class 的静态方法 forName 获得类名对应的Class 对象
Class cl = Class.forName(name);
//获取父类所对应的Class 对象
Class supercl = cl.getSuperclass();
//返回对应modifiers 中位设置的修饰符的字符串表示
String modifiers = Modifier.toString(cl.getModifiers());
if (modifiers.length()>0)
System.out.print(modifiers+" ");
System.out.print("class "+ name);
//判断是否有继承父类
if (supercl != null && supercl != Object.class)
System.out.print(" extends "+ supercl.getName());
System.out.print("\n{\n");
printConstructors(cl);
System.out.println();
printMethods(cl);
System.out.println();
printFields(cl);
System.out.println("}");
}catch (ClassNotFoundException ex) {
ex.printStackTrace();
}
System.exit(0);
}
