[圣思园][Java SE]Reflection

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• 在Java运行时环境中，对于任意一个类，能否知道这个类
有哪些属性和方法？对于任意一个对象，能否调用它的任
意一个方法？答案是肯定的。这种动态获取类的信息以及
动态调用对象的方法的功能来自于Java 语言的反射（
Reflection）机制。
• Java 反射机制主要提供了以下功能

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• 在运行时判断任意一个对象所属的类。
• 在运行时构造任意一个类的对象。
• 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。
• 在运行时调用任意一个对象的方法

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• Reflection 是Java被视为动态（或准动态）语言的一个
关键性质。这个机制允许程序在运行时透过Reflection
APIs取得任何一个已知名称的class的内部信息，包括其
modifiers（诸如public, static 等等）、superclass（
例如Object）、实现之interfaces（例如Serializable）
，也包括fields和methods的所有信息，并可于运行时改
变fields内容或调用methods

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• 一般而言，开发者社群说到动态语言，大致认同的一个定
义是：“程序运行时，允许改变程序结构或变量类型，这
种语言称为动态语言”。从这个观点看，Perl，Python
，Ruby是动态语言，C++，Java，C#不是动态语言

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• 尽管在这样的定义与分类下Java不是动态语言，
它却有着一个非常突出的动态相关机制：
Reflection。这个字的意思是“反射、映象、倒
影”，用在Java身上指的是我们可以于运行时加
载、探知、使用编译期间完全未知的classes。换
句话说，Java程序可以加载一个运行时才得知名
称的class，获悉其完整构造（但不包括
methods定义），并生成其对象实体、或对其
fields设值、或唤起其methods。这种“看透
class”的能力（the ability of the program to
examine itself）被称为introspection（内省、
内观、反省）。Reflection和introspection是常
被并提的两个术语

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• 在JDK中，主要由以下类来实现Java反射机制，这些类都
位于java.lang.reflect包中
– Class类：代表一个类。
– Field 类：代表类的成员变量（成员变量也称为类的属性）。
– Method类：代表类的方法。
– Constructor 类：代表类的构造方法。
– 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

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• 例程DumpMethods类演示了Reflection API的
基本作用，它读取命令行参数指定的类名，然后
打印这个类所具有的方法信息

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• 例程ReflectTester 类进一步演示了Reflection
API的基本使用方法。ReflectTester类有一个
copy(Object object)方法，这个方法能够创建
一个和参数object 同样类型的对象，然后把
object对象中的所有属性拷贝到新建的对象中，
并将它返回
• 这个例子只能复制简单的JavaBean，假定
JavaBean 的每个属性都有public 类型的
getXXX()和setXXX()方法。

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• ReflectTester 类的copy(Object object)方法
依次执行以下步骤
• （1）获得对象的类型：
– Class classType=object.getClass();
– System.out.println("Class:"+classType.getNam
e());

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• 在java.lang.Object 类中定义了getClass()方
法，因此对于任意一个Java对象，都可以通过此
方法获得对象的类型。Class类是Reflection API
中的核心类，它有以下方法
– getName()：获得类的完整名字。
– getFields()：获得类的public类型的属性。
– getDeclaredFields()：获得类的所有属性。
– getMethods()：获得类的public类型的方法。
– getDeclaredMethods()：获得类的所有方法。

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• getMethod(String name, Class[]
parameterTypes)：获得类的特定方法，name
参数指定方法的名字，parameterTypes 参数指
定方法的参数类型。

• getConstructors()：获得类的public类型的构
造方法。
• getConstructor(Class[] parameterTypes)：
获得类的特定构造方法，parameterTypes 参数
指定构造方法的参数类型。
• newInstance()：通过类的不带参数的构造方法
创建这个类的一个对象。

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• （2）通过默认构造方法创建一个新对象：
• Object
objectCopy=classType.getConstructo
r(new Class[]{}).newInstance(new
Object[]{});
• 以上代码先调用Class类的
getConstructor()方法获得一个
Constructor 对象，它代表默认的构造方
法，然后调用Constructor对象的
newInstance()方法构造一个实例。
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• （3）获得对象的所有属性：
• Field
fields[]=classType.getDeclaredFields(
);
• Class 类的getDeclaredFields()方法返回
类的所有属性，包括public、protected、
默认和private访问级别的属性

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• （4）获得每个属性相应的getXXX()和
setXXX()方法，然后执行这些方法，把原
来对象的属性拷贝到新的对象中

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• 在例程InvokeTester类的main()方法中，
运用反射机制调用一个InvokeTester对象
的add()和echo()方法

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• add()方法的两个参数为int 类型，获得表示add()方法的
Method对象的代码如下：
• Method
addMethod=classType.getMethod("add",new
Class[]{int.class,int.class});
• Method类的invoke(Object obj,Object args[])方法接
收的参数必须为对象，如果参数为基本类型数据，必须转
换为相应的包装类型的对象。invoke()方法的返回值总是
对象，如果实际被调用的方法的返回类型是基本类型数据
，那么invoke()方法会把它转换为相应的包装类型的对象
，再将其返回

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• 在本例中，尽管InvokeTester 类的add()方法的两个参
数以及返回值都是int类型，调用add Method 对象的
invoke()方法时，只能传递Integer 类型的参数，并且
invoke()方法的返回类型也是Integer 类型，Integer
类是int 基本类型的包装类：

• Object result=addMethod.invoke(invokeTester,
• new Object[]{new Integer(100),new
Integer(200)});
• System.out.println((Integer)result); //result 为
Integer类型

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• java.lang.Array 类提供了动态创建和访
问数组元素的各种静态方法。例程
• ArrayTester1 类的main()方法创建了一
个长度为10 的字符串数组，接着把索引位
置为5 的元素设为“hello”，然后再读取索
引位置为5 的元素的值

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• 例程ArrayTester2 类的main()方法创建
了一个 5 x 10 x 15 的整型数组，并把索
引位置为[3][5][10] 的元素的值为设37

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• 众所周知Java有个Object class，是所有
Java classes的继承根源，其内声明了数
个应该在所有Java class中被改写的
methods：hashCode()、equals()、
clone()、toString()、getClass()等。其
中getClass()返回一个Class object。

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• Class class十分特殊。它和一般classes一样继承自
Object，其实体用以表达Java程序运行时的classes和
interfaces，也用来表达enum、array、primitive
Java types
• （boolean, byte, char, short, int, long, float,
double）以及关键词void。当一个class被加载，或当加
载器（class loader）的defineClass()被JVM调用，
JVM 便自动产生一个Class object。如果您想借由“修
改Java标准库源码”来观察Class object的实际生成时
机（例如在Class的constructor内添加一个println()）
，不能够！因为Class并没有public constructor

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• Class是Reflection起源。针对任何您想探
勘的class，唯有先为它产生一个Class
object，接下来才能经由后者唤起为数十
多个的Reflection APIs

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• Java允许我们从多种途径为一个class生成
对应的Class object

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• 欲生成对象实体，在Reflection 动态机制中有两
种作法，一个针对“无自变量ctor”，一个针对“
带参数ctor”。如果欲调用的是“带参数ctor“就比
较麻烦些，不再调用Class的newInstance()，
而是调用Constructor 的newInstance()。首先
准备一个Class[]做为ctor的参数类型（本例指定
• 为一个double和一个int），然后以此为自变量调
用getConstructor()，获得一个专属ctor。接下
来再准备一个Object[] 做为ctor实参值（本例指
定3.14159和125），调用上述专属ctor的
newInstance()。

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动态生成“Class object 所对应之class”的对象实体；
无自变量。

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• 这个动作和上述调用“带参数之ctor”相当类似。首先准
备一个Class[]做为参数类型（本例指定其中一个是
String，另一个是Hashtable），然后以此为自变量调用
getMethod()，获得特定的Method object。接下来准
备一个Object[]放置自变量，然后调用上述所得之特定
Method object的invoke()。
• 为什么获得Method object时不需指定回返类型？

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• 因为method overloading机制要求
signature必须唯一，而回返类型并非
signature的一个成份。换句话说，只要指
定了method名称和参数列，就一定指出了
一个独一无二的method。

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• 与先前两个动作相比，“变更field内容”
轻松多了，因为它不需要参数和自变量。
首先调用Class的getField()并指定field名
称。获得特定的Field object之后便可直接
调用Field的get()和set()，

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