詳解Java反射各種應用

hpkcudf 7年前發布 | 14K 次閱讀 Java Java開發

Java除了給我們提供在編譯期得到類的各種信息之外，還通過反射讓我們可以在運行期間得到類的各種信息。通過反射獲取類的信息，得到類的信息之后，就可以獲取以下相關內容：

Class對象
構造器
變量
方法
私有變量與私有方法
注解
泛型
數組

本文也將從上面幾個方面來介紹Java反射。本文涉及的所有代碼均在反射代碼

首先放出一個Java類作為反射的研究對象，類的內容如下：

public abstract class FatherObject implements Runnable{
    public void doSomething(){
        System.out.println("做事情......");
    }
}

public class ExampleObject extends FatherObject{
    public int age = 30;
    public String name = "byhieg";
    private Integer score = 60;

    public void printName(){
        System.out.println(name);
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

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

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public Integer getScore() {
        return score;
    }

    public void setScore(Integer score) {
        this.score = score;
    }


    public ExampleObject(){

    }

    public ExampleObject(String name){

    }

    public ExampleObject(int age,Integer score){

    }

    @Override
    public void doSomething() {
        super.doSomething();
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("run......");
    }
}

Class對象

我們應用會用到反射這個知識點，肯定是想要在運行時得到類的信息，根據類的那些信息去做一些特定的操作。那么，首先無疑就是得到類的信息，在JDK中提供了Class對象來保存類的信息。所以，反射的第一步就是得到Class對象。在JDK中提供了兩種方式得到Class對象。

第一種，如果編寫代碼的時候，就知道Class的名字，可以直接用如下方式得到Class對象：

Class exampleObjectClass = ExampleObject.class;

第二種，如果在編寫代碼的時候，不知道類的名字，但是在運行時的時候，可以得到一個類名的字符串，可以用如下的方式獲取Class對象：

Class exampleObjectClass = Class.forName("cn.byhieg.reflectiontutorial.ExampleObject");

注意，此方法需要有2個條件，第一，forName中的字符串必須是全限定名，第二，這個Class類必須在classpath的路徑下面，因為該方法會拋出 ClassNotFoundException 的異常。

獲取到這個Class對象之后，就可以得到類的各種信息，開頭已經提及了一些信息，下面，說幾個沒提到的類的信息。

得到類的名字

類的名字有兩種方式得到，一種是getName()，一種是getSimpleName()。第一種得到的是全限定名，第二種得到的是這個類的名字，不帶包名。看下面的例子：Class對象，已經通過上面的代碼得到了。

String fullClassName = exampleObjectClass.getName();
   String simpleClassName = exampleObjectClass.getSimpleName();

   System.out.println(fullClassName);
   System.out.println(simpleClassName);

結果如下：

cn.byhieg.reflectiontutorial.ExampleObject
ExampleObject

得到類的包名、父類和實現的接口

類的包名和父類，可以通過如下代碼得到。

//得到包信息
    Package aPackage = exampleObjectClass.getPackage();
    System.out.println(aPackage);

    //得到父類
    Class superClass = exampleObjectClass.getSuperclass();
    System.out.println(superClass.getSimpleName());

結果如下：

package cn.byhieg.reflectiontutorial
FatherObject

很顯然，得到父類的返回值也是一個Class對象，那么可以利用這個對象得到父類的一些信息，比如判斷父類是不是抽象類

System.out.println("父類是不是抽象類 " + Modifier.isAbstract(superClass.getModifiers()));

getModifiers可以得到類的修飾符，從而得到類的修飾符，當然，這個getModifiers不僅僅Class對象可以調用，Method對象可以調用。

可以使用java.lang.reflect.Modifier類中的方法來檢查修飾符的類型：

Modifier.isAbstract(int modifiers);
Modifier.isFinal(int modifiers);
Modifier.isInterface(int modifiers);
Modifier.isNative(int modifiers);
Modifier.isPrivate(int modifiers);
Modifier.isProtected(int modifiers);
Modifier.isPublic(int modifiers);
Modifier.isStatic(int modifiers);
Modifier.isStrict(int modifiers);
Modifier.isSynchronized(int modifiers);
Modifier.isTransient(int modifiers);
Modifier.isVolatile(int modifiers);

此外，我們還可以得到父類實現的接口

//得到接口
        Class[] classes = superClass.getInterfaces();
        System.out.println("父類的接口" + classes[0]);

因為Java類可以實現很多接口，所以用的數組，但在實際使用的時候，需要先判斷數組的長度。

下面，重點講解上述列出來的內容。

構造器

利用Java反射可以得到一個類的構造器，并根據構造器，在運行時動態的創建一個對象。首先，Java通過以下方式獲取構造器的實例：

//構造器
        Constructor[] constructors = exampleObjectClass.getConstructors();
        for (Constructor constructor : constructors){
            System.out.println(constructor.toString());
        }

結果如下：

public cn.byhieg.reflectiontutorial.ExampleObject(int,java.lang.Integer)
public cn.byhieg.reflectiontutorial.ExampleObject(java.lang.String)
public cn.byhieg.reflectiontutorial.ExampleObject()

如果，事先知道要訪問的構造方法的參數類型，可以利用如下方法獲取指定的構造方法，例子如下：

Constructor constructor = exampleObjectClass.getConstructor(String.class);
   System.out.println(constructor.toString());

結果顯然是:

public cn.byhieg.reflectiontutorial.ExampleObject(java.lang.String)

還可以用如下方式得到另一個構造器

Constructor constructor = exampleObjectClass.getConstructor(int.class,Integer.class);
    System.out.println(constructor.toString());

此外，如果我們不知道構造器的參數，只能得到所有的構造器對象，那么可以用如下方式得到每一個構造器對想的參數：

Constructor[] constructors = exampleObjectClass.getConstructors();
    for (Constructor constructor : constructors){
        Class[] parameterTypes = constructor.getParameterTypes();
        System.out.println("構造器參數如下========================");
        for (Class clz : parameterTypes){
            System.out.println("參數類型 " + clz.toString());
        }
    }

結果如下：

構造器參數如下========================
參數類型 class java.lang.String
構造器參數如下========================
參數類型 int
參數類型 class java.lang.Integer

這里，可以看出無參構造方法，是不打印出結果的。基本類型的Class對象和引用類型的Class對象toString()方法是不一樣的。

現在，可以根據構造器的各種信息，動態創建一個對象。

Object object = constructor.newInstance(1,100);
    System.out.println(object.toString());

這個創建對象的方式有2個條件，第一是通過有參構造器創建的，第二，構造器對象必須通過傳入參數信息的getConstructor得到。

第一個條件，對于無參構造方法就可以創建的對象，不需要得到構造器對象，直接Class對象調用newInstance()方法就直接創建對象。

第二個條件，構造器對象必須通過 exampleObjectClass.getConstructor(String.class); 這種形式得到。如果通過 getConstructors 得到構造器數組，然后調用指定的構造器對象去創建對象在JDK1.8是會錯的。但是JDK1.6是正常的。

變量

利用Java反射可以在運行時得到一個類的變量信息，并且可以根據上面講的方式，創建一個對象，設置他的變量值。首先，通過如下方法，得到所有public的變量：

Field[] fields = exampleObjectClass.getFields();
    for (Field field : fields){
            System.out.println("變量為： " + field.toString());
    }

結果如下：

變量為： public int cn.byhieg.reflectiontutorial.ExampleObject.age
變量為： public java.lang.String cn.byhieg.reflectiontutorial.ExampleObject.name

很顯然，得到的都是public的變量，上述的private的變量score，并沒有得到。

和構造器一樣的得到方式一樣，我們可以指定一個參數名，然后得到指定的變量：

Field field = exampleObjectClass.getField("age");
        System.out.println("變量為:" + field.toString());

上述的變量的toString方法得到的名字太長，Java對Field類提供了getName的方法，返回類中寫的變量名字，上面的代碼就可以改成field.getName()。

反射不僅提供了得到變量的方法，還提供了設置變量值的方式。通過如下方法可以對一個動態生成的類，改變其變量值：

ExampleObject object = ((ExampleObject) constructor1.newInstance("byhieg"));
        System.out.println("原先的age是 " + object.age);
        field.set(object,10);
        System.out.println("更改之后的age是" + object.age);

結果如下：

原先的age是 30
更改之后的age是10

根據上面的代碼，得到名字為age的Field對象，然后調用該對象的set方法，傳入一個對象與要更改的值，就可以改變該對象的值了。注意，此方法不僅僅對成員變量有用，對靜態變量也可以。當然，如果是靜態變量，傳入null，不用傳對象，也是可以的。

方法

Java反射給我們除了給我們提供類的變量信息之外，當然也給我們提供了方法的信息，反射可以讓我們得到方法名，方法的參數，方法的返回類型，以及調用方法等功能。

首先，通過如下代碼得到方法：

//輸出類的public方法
        Method[] methods = exampleObjectClass.getMethods();
        for (Method method : methods){
            System.out.println("method = "+ method.getName());
        }

和獲取變量一樣似曾相識的代碼，這里直接調用了getName，來得到類中寫的方法名。寫到這里，大家應該自然想到，Java同樣提供了根據參數，得到具體的方法。

Method method = exampleObjectClass.getMethod("setAge",int.class);
        System.out.println(method.getName());

這里與得到變量不同的是，getMethod方法還需要傳入參數的類型信息，反射提供獲取方法參數以及返回類型的方法，得到方法參數的例子如下：

Method method = exampleObjectClass.getMethod("setAge",int.class);
        System.out.println(method.getName());
        for (Class clz : method.getParameterTypes()){
            System.out.println("方法的參數" + clz.getName());
        }

結果如下：

setAge
方法的參數int

得到方法返回類型的例子如下：

System.out.println(method.getReturnType().getName());

結果如下：

void

此外，Java反射支持通過invoke調用得到的方法。例子如下：

method.invoke(exampleObjectClass.newInstance(),1);

invoke第一個參數是這個對象，第二個參數是變長數組，傳入該方法的參數。和Field對象同樣，對于靜態方法同樣，可以傳入null，調用靜態方法。

私有變量與私有方法

上面的方法只能得到public方法和變量，無法得到非public修飾的方法和變量，Java提供了額外的方法來得到非public變量與方法。即通過 getDeclaredFields 與 getDeclaredMethods 方法得到私有的變量與方法，同樣也支持用 getDeclaredField（變量名）與 getDeclaredMethod（方法名) 的形式得到指定的變量名與方法名。但是這樣得到的Field對象與Method對象無法直接運用，必須讓這些對象調用setAccessible(true),才能正常運用。之后的方式就可上面講的一樣了。

注解

先寫一個包含注解的類：

@MyAnnotation(name="byhieg",value = "hello world")
public class AnnotationObject {

    @MyAnnotation(name="field",value = "變量")
    public String field;

    @MyAnnotation(name="method",value = "方法")
    public void doSomeThing(){
        System.out.println("做一些事情");
    }

    public void doOtherThing(@MyAnnotation(name="param",value = "參數") String param){

    }
}

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyAnnotation {
    public String name();
    public String value();

}

Java給我們提供了在運行時獲取類的注解信息，可以得到類注解，方法注解，參數注解，變量注解。

與上面獲取方式一樣，Java提供了2種獲取方式，一種是獲取全部的注解，返回一個數組，第二種是指定得到指定的注解。

我們以一個類注解為例，講解以下這兩種獲取方式。

Class clz = AnnotationObject.class;
 Annotation[] annotations = clz.getAnnotations();
 Annotation annotation = clz.getAnnotation(AnnotationObject.class);

然后，就可以根據得到的注解進行后續的處理，下面是一個處理的例子:

for (Annotation annotation : annotations){
            if (annotation instanceof MyAnnotation){
                MyAnnotation myAnnotation = (MyAnnotation)annotation;
                System.out.println("name: " + myAnnotation.name());
                System.out.println("value:" + myAnnotation.value());
            }
        }

上面的類注解使用Class對象調用 getAnnotations 得到的，方法注解和變量注解是一樣的，分別用method對象與field對象調用 getDeclaredAnnotations 得到注解，沒什么多說的。例子看反射代碼

參數注解是比較麻煩的一項，獲取方式比較得到，第一步，先取得method對象，調用 getParameterAnnotations ，但是這個返回值是一個二維數組，因為method對象有很多參數，每個參數有可能有很多注解。例子如下：

Method method1 = clz.getMethod("doOtherThing",String.class);
        Annotation[][] annotationInParam = method1.getParameterAnnotations();
        Class[] params = method1.getParameterTypes();
        int i = 0;
        for (Annotation[] annotations: annotationInParam){
            Class para = params[i++];
            for (Annotation annotation : annotations){
                if(annotation instanceof MyAnnotation){
                    MyAnnotation myAnnotation = (MyAnnotation) annotation;
                    System.out.println("param: " + para.getName());
                    System.out.println("name : " + myAnnotation.name());
                    System.out.println("value :" + myAnnotation.value());
                }

            }
        }

泛型

因為Java泛型是通過擦除來實現的，很難直接得到泛型具體的參數化類型的信息，但是我們可以通過一種間接的形式利用反射得到泛型信息。比如下面這個類：

public class GenericObject {
    public List<String> lists;

    public List<String> getLists() {
        return lists;
    }

    public void setLists(List<String> lists) {
        this.lists = lists;
    }
}

如果一個方法返回一個泛型類，我們可以通過method對象去調用 getGenericReturnType 來得到這個泛型類具體的參數化類型是什么。看下面的代碼：

Class clz = GenericObject.class;
        Method method = clz.getMethod("getLists");
        Type genericType = method.getGenericReturnType();
        if(genericType instanceof ParameterizedType){
            ParameterizedType parameterizedType = ((ParameterizedType) genericType);
            Type[] types = parameterizedType.getActualTypeArguments();
            for (Type type : types){
                Class actualClz = ((Class) type);
                System.out.println("參數化類型為 ： " + actualClz);
            }
        }

結果如下：

參數化類型為 ： class java.lang.String

步驟有點繁瑣，下面一步步解釋：

反射得到返回類型為泛型類的方法
調用 getGenericReturnType 得到方法返回類型中的參數化類型
判斷該type對象能不能向下轉型為 ParameterizedType
轉型成功，調用 getActualTypeArguments 得到參數化類型的數組，因為有的泛型類，不只只有一個參數化類型如Map
取出數組中的每一個的值，轉型為Class對象輸出。

看結果確實得到了泛型的具體的信息。

如果沒有一個方法返回泛型類型，那么我們也可以通過方法的參數為泛型類，來得到泛型的參數化類型，如上面類中的setLists方法。例子如下：

Method setMethod = clz.getMethod("setLists", List.class);
        Type[] genericParameterTypes = setMethod.getGenericParameterTypes();
        for (Type genericParameterType: genericParameterTypes){
            System.out.println("GenericParameterTypes為 ： " + genericParameterType.getTypeName());
            if(genericParameterType instanceof ParameterizedType){
                ParameterizedType parameterizedType = ((ParameterizedType) genericParameterType);
                System.out.println("ParameterizedType為 :" + parameterizedType.getTypeName());
                Type types[] = parameterizedType.getActualTypeArguments();
                for (Type type : types){
                    System.out.println("參數化類型為 ： " + ((Class) type).getName());
                }
            }

        }

執行的結果如下：

GenericParameterTypes為 ： java.util.List<java.lang.String>
ParameterizedType為 :java.util.List<java.lang.String>
參數化類型為 ： java.lang.String

因為方法的參數為泛型類型的可能不止一個，所以通過 getGenericParameterTypes 得到是一個數組，我們需要確定每一個元素，是否是具有參數化類型。后續的步驟與上面類似，就不多說了。

如果連方法參數都不帶泛型類，那么只剩下最后一種情況，通過變量類型，即用Field類。例子如下：

Field field = clz.getField("lists");
        Type type = field.getGenericType();
        if (type instanceof ParameterizedType){
            ParameterizedType parameterizedType = ((ParameterizedType) type);
            Type [] types = parameterizedType.getActualTypeArguments();
            for (Type type1 : types) {
                System.out.println("參數化類型 ： " + ((Class) type1).getTypeName());
            }
        }

原理和上面的一樣，只不過Type對象是通過 field.getGenericType() ，剩下的操作類似就不多說了。

關于通過反射獲取泛型的參數化類型的信息的介紹就到此為止。

數組

Java反射可以對數組進行操作，包括創建一個數組，訪問數組中的值，以及得到一個數組的Class對象。

下面，先說簡單的，創建數組以及訪問數組中的值：在反射中使用Array這個類，是reflect包下面的。

//創建一個int類型的數組，長度為3
   int[] intArray = (int[])Array.newInstance(int.class,3);
   //通過反射的形式，給數組賦值
        for (int i = 0 ;i < intArray.length;i++){
            Array.set(intArray,i,i + 2);
        }
//通過反射的形式，得到數組中的值
        for (int i = 0 ; i < intArray.length;i++){
            System.out.println(Array.get(intArray,i));
        }

上述就是創建數組，訪問數組中的值利用反射方式。

對于得到一個數組的Class對象，簡單的可以用 int[].class ，或者利用Class.forName的形式得到，寫法比較奇怪：

Class clz = Class.forName("[I");
 System.out.println(clz.getTypeName());

結果為：

int[]

這個forName中的字符串， [ 表示是數組， I 表示是int，float就是 F ，double就是 D 等等，如果要得到一個普通對象的數組，則用下面的形式：

Class stringClz = Class.forName("[Ljava.lang.String;");

[ 表示是數組, L 的右邊是類名，類型的右邊是一個；；

這種方式獲取數組的Class對象實在是太繁瑣了。

在得到數組的Class對象之后，就可以調用他的一些獨特的方法，比如調用 getComponentType 來得到數組成員的類型信息，如int數組就是成員類型就是int。

System.out.println(clz.getComponentType().getTypeName());

結果為 int

總結

這次,關于反射的各種應用就到此為止，后續可能會有深入的知識講解。具體的代碼可以去看反射代碼

在src包里面是各種類，在test類里是對這些類的訪問。

來自：http://www.cnblogs.com/qifengshi/p/6267511.html

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Class對象

得到類的名字

得到類的包名、父類和實現的接口

構造器

變量

方法

私有變量與私有方法

注解

泛型

數組

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