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Java基础系列之(一) - Reflection

2024-08-05 22:21:03   221人阅读

  前段时间与一个新手谈论Java基础的时候提到反射，然后对反射的一些问题在这里基本介绍下。在介绍之前，这里了解几个反射的几个概念。

Class - class是对一个类进行描述的，你可以认为它是一个类的模型。

Constructor - constructor是一个Class的构造函数，一个Class可以允许重载多个构造函数。

Field - Filed是用来描述Class的成员变量的。

Method - method是描述一个Class的方法的。

Annotation - Annotation是描述Class的注解的，注解可以作用于Class，Method，Filed，Argument之上。

Generic - Generic指的是泛型，限制参数，返回类型的描述。

当然其他的还有参数，访问域等一些概念。

 

1、Class(类)

  有多种方式如下：

  Class clz = myobject.class;

  动态加载也可以：

  Class clz = Class.forName("类的全名");

 

 （1） 下面描述的是可以通过Class对象获取构造函数、方法、成员变量、注解等，这里注意的是，这里获取得都是访问范围是public。

        Class clz = Reflection1Test.class;                //获取所有public的构造函数        Constructor[] constructors = clz.getConstructors();        //获取参数是String类型的public构造函数        Constructor constructor = clz.getConstructor(new Class[]{String.class});                //获取所有public方法        Method[] methods = clz.getMethods();        //获取方法名称是"test",参数类型分别是List和String，而且是public的方法        Method method = clz.getMethod("test", new Class[]{java.util.List.class,String.class});                //获取指定的枚举类型的枚举        Annotation annotation = clz.getAnnotation(Reflection1Test.class);        //获取该类的所有枚举        Annotation[] annotations = clz.getAnnotations();

 

（2） 类的修饰范围

  

Class clz = Reflection1Test.class;int modifiers = clz .getModifiers();

这里返回的是一个int值，int里面存储的信息包含public,private,protected,final,abstract,interface,native,static,synchronized,Transient,Volatile。这里稍稍提下存储原理，基本原理采用的是二进制的占位思想，之前我的一篇文章bitmap里面也是用的是二进制占位的算法。public,private,protected,final,abstract,interface,native,static,synchronized,Transient,Volatile每个定义一个二进制的位置。例如：

    public static final int PUBLIC           = 0x00000001;
    public static final int PRIVATE          = 0x00000002;    public static final int PROTECTED        = 0x00000004;    public static final int STATIC           = 0x00000008;    public static final int FINAL            = 0x00000010;    public static final int SYNCHRONIZED     = 0x00000020;    public static final int VOLATILE         = 0x00000040;    public static final int TRANSIENT        = 0x00000080;    public static final int NATIVE           = 0x00000100;    public static final int INTERFACE        = 0x00000200;    public static final int ABSTRACT         = 0x00000400;    public static final int STRICT           = 0x00000800;

这样的话，假如一个Class既是public，又是final，这个时候她的modifier值就是public+final。

当然你想判断它是否是public还是final，JDK提供一个modifier类专门处理，如下：

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);

 

2、Constructor(构造函数)

  （1） 获取构造函数

    上面已经提到过了。怎么获取构造函数：
         

//获取所有public的构造函数Constructor[] constructors = clz.getConstructors();

  上面返回的是一个public的构造函数数组。

 

  如果你像返回指定的构造函数，需要提供构造函数的参数类型。

 

Constructor constructor = clz.getConstructor(new Class[]{String.class});

 返回的也是public的构造函数，如果没有找到指定的构造函数，就会抛NoSuchMethodException。

 

（2） 构造函数的参数类型

  

Class[] cType = constructor.getParameterTypes();

 

（3） 构造函数实例化

 我们都知道构造函数是一个对象实例化的入口，或者说是new的时候要首先调用的特殊方法。那么Constructor肯定能够实例化一个对象的。

try {            MyObject obj = (MyObject)constructor.newInstance(new Object[]{"123",new ArrayList<String>()});        } catch (IllegalArgumentException e) {            // TODO Auto-generated catch block            e.printStackTrace();        } catch (InstantiationException e) {            // TODO Auto-generated catch block            e.printStackTrace();        } catch (IllegalAccessException e) {            // TODO Auto-generated catch block            e.printStackTrace();        } catch (InvocationTargetException e) {            // TODO Auto-generated catch block            e.printStackTrace();        }

constructor.newInstance()需要提供一个可变的参数列表，提供的参数必须和声明的构造函数的值和类型都一一对应。

 

3、Field(变量)

（1）获取Field对象

 

        //获取所有public成员变量        Field[] fields = clz.getFields();        //获取名称是name的public的变量        Field field = clz.getField("name");

这里也一样，返回的都是public修饰符的变量，如果找不到指定匹配的变量名称，会抛NoSuchFieldException异常。

 

（2）获取Field的名称和类型

        //获取变量的名称        String name = field.getName();                //获取变量的类型        Class fieldType = field.getType();

 

（3）get/set Field的值

        MyObject obj = new MyObject();        field = clz.getField("name");        //获取obj对象的name变量的值        Object object = field.get(obj);        //设置obj对象的变量name的值为123        field.set(obj, "123");

这里通过变量的对象来获取它的值，并且能修改它的值。当然这里依然遵照的是public的原则。

 

（4）访问私有变量

 上面已经说过了，上面访问都是public的变量，那么，私有变量怎么访问呢？如下：

        //获取所有声明的变量        Field[] declaredFields = clz.getDeclaredFields();        Field declaredField = clz.getDeclaredField("privateString");        //私有变量必须先将访问权限设置为true        declaredField.setAccessible(true);        Object o = declaredField.get(test2);

declaredField.setAccessible(true)代码是关闭字段的访问检查。

4、Method(方法)

（1）获取Method对象

        //获取所有public方法        Method[] methods = clz.getMethods();        //获取方法名称是"test",参数类型分别是List和String，而且是public的方法        Method method = clz.getMethod("test", new Class[]{java.util.List.class,String.class});

如果没有找到指定匹配的Method，会抛NoSuchMethodException异常。

 

（2）获取Method的参数

        //获取Method的参数类型        Class[] parameterTypes = method.getParameterTypes();

因为一个方法的参数可以是多个，所以返回的是一个数组。

 

（3）获取Method的返回值

                //返回Method返回值的类型        Class returnType = method.getReturnType();

这里有人就问，如果没有返回值呢，如果是void的呢，其实void也可以看成一个返回值，空返回值的。所以void的方法返回的直接是void。

 

（4）Method调用

定义一个test方法，有两个参数，如下：

    public void test(List s,String s1){        System.out.println("调用了Test");    }
　　　　Reflection1Test test = new Reflection1Test("");        //调用Reflection1Test对象的test方法        Object returnValue = http://www.mamicode.com/method.invoke(test, new Object[]{new ArrayList(),"123"});

这里有一个小细节，如果test是null的话，调用的是方法必须是static。

 

（5）访问私有方法

        Reflection1Test test3 = new Reflection1Test("");        //获取所有声明的方法        Method[] declaredMethods = clz.getDeclaredMethods();        Method declaredMethod = clz.getDeclaredMethod("test", new Class[]{java.util.List.class,String.class});        declaredMethod.setAccessible(true);        Object returnValue2 = declaredMethod.invoke(test3, new Object[]{new ArrayList(),"123"});

与Field一样setAccessible(true)关闭反射的权限检查。

 

5、Annotation(注解)

注解的简单理解就是在类、方法、变量上打一个标签，这个标签为了具体说明它的实际意义，对类、方法、变量没有实际应用意义。

（1）定义注解

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@Target(ElementType.TYPE)@Inherited@Documentedpublic @interface AnnotationTest {    String value() default "";}

注解定义是在interface前面带一个@符号，这就说明是一个注解，一般有几个定义规则。

@Retention - 定义注解存在的周期，RetentionPolicy有三个值，Source，Class，RUNTIME。
　　RetentionPolicy.Source 表示只是在源码中存在，编译的时候就被丢弃了。
　　RetentionPolicy.Class 表示编译的时候注入到Class中，但是VM加载的时候会丢弃。
　　RetentionPolicy.RUNTIME 表示注解会被VM加载进去，在运行期能够调用。


@Target - 定义注解的作用范围，一般作用于类、方法、变量、构造函数。
  • ElementType.ANNOTATION_TYPE
  • ElementType.CONSTRUCTOR
  • ElementType.FIELD
  • ElementType.LOCAL_VARIABLE
  • ElementType.METHOD
  • ElementType.PACKAGE
  • ElementType.PARAMETER
  • ElementType.TYPE

其中，ANNOTATION_TYPE是针对注解用的，在注解定义上被应用的

 

  @Inherited - 能够被子类复用。

@Inheritedpublic @interface MyAnnotation {}@MyAnnotationpublic class MySuperClass { ... }public class MySubClass extends MySuperClass { ... }

 

@Documented - 能够在文档显示的。
@Documentedpublic @interface MyAnnotation {}@MyAnnotationpublic class MySuperClass { ... }

（2）使用注解

1、类注解
@AnnotationTest(value="http://www.mamicode.com/chs")public class Reflection1Test {...}

下面是访问类的注解的例子：
        Class clz = Reflection1Test.class;                //获取类的所有注解        Annotation[] annotations = clz.getAnnotations();        //获取注解类型是AnnotationTest        Annotation annotation = clz.getAnnotation(AnnotationTest.class);        if(annotation instanceof AnnotationTest){            AnnotationTest annotationTest = (AnnotationTest)annotation;            System.out.println(annotationTest.value());        }

2、方法注解
    @AnnotationTest(value="http://www.mamicode.com/chs2")    public Reflection1Test(String s){            }

下面是访问方法注解的例子：

        Method method = clz.getMethod("test", new Class[]{java.util.List.class,String.class});                Annotation[] annotations2 = method.getAnnotations();        Annotation annotation2 = method.getAnnotation(AnnotationTest.class);        if(annotation instanceof AnnotationTest){            AnnotationTest annotationTest = (AnnotationTest)annotation;            System.out.println(annotationTest.value());        }

 


3、变量注解
    @AnnotationTest(value="http://www.mamicode.com/chs2")    private String privateString;

下面是变量访问注解的例子：

        Field field = clz.getField("name");                Annotation[] annotations3 = field.getAnnotations();        Annotation annotation3 = field.getAnnotation(AnnotationTest.class);        if(annotation instanceof AnnotationTest){            AnnotationTest annotationTest = (AnnotationTest)annotation;            System.out.println(annotationTest.value());        }

 

4、参数注解

    public void test(List s,@AnnotationTest String s1){        System.out.println("调用了Test");    }

下面是参数访问注解的例子：

        Annotation[][] Annotations5 = method.getParameterAnnotations();        Class[] parameterTypes = method.getParameterTypes();                int i=0;        for(Annotation[] annotations21 : Annotations5){          Class parameterType = parameterTypes[i++];          for(Annotation annotation12 : annotations21){            if(annotation12 instanceof AnnotationTest){                AnnotationTest myAnnotation = (AnnotationTest) annotation12;                System.out.println("param: " + parameterType.getName());                System.out.println("value: " + myAnnotation.value());            }          }

 

5、Generic(泛型)

泛型的应用非常广，一般使用的时候，是在定义一个参数化(可变的)的类或者接口，说白了，你根本不知道运行的时候应该具体哪一种类型，但是你知道是一个可变参数。你不能再运行的时候知道被参数化的类的类型是什么，当你具体使用这个类的时候，你可以显示指定它。

总之是，定义的时候不知道具体类型，使用的时候需要指定具体的类型。

 

 

（1）返回值是一个泛型类型

    public List<String> getList(){        return null;    }

下面是访问返回值的泛型类型的例子：

Method method = Reflection1Test.class.getMethod("getList", null);Type return = method.getGenericReturnType();if(return instanceof ParameterizedType){    ParameterizedType type = (ParameterizedType) return ;    Type[] arguments = type.getActualTypeArguments();    for(Type argument : arguments ){        Class argClz = (Class) argument ;        System.out.println("argClz = " + argClz );    }}

 

（2）方法的参数是一个泛型类型

        public void setList(List<String> list){    }

下面是一个方法参数的泛型类型访问的例子：

Method method = Reflection1Test.class.getMethod("setList", List.class);Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();for(Type genericParameterType : genericParameterTypes){    if(genericParameterType instanceof ParameterizedType){        ParameterizedType pType = (ParameterizedType) genericParameterType;        Type[] argTypes = pType.getActualTypeArguments();        for(Type parameterType : argTypes){            Class parameterArgClz= (Class) parameterType;            System.out.println("parameterArgClass = " + parameterArgClz);        }    }}

 

（3）变量的类型是一个泛型类型

    public List<String> list;

下面是一个变量的泛型类型访问的例子：

Field field = Reflection1Test.class.getField("list");Type genericType = field.getGenericType();if(genericType instanceof ParameterizedType){    ParameterizedType pType = (ParameterizedType) genericType;    Type[] argTypes = pType.getActualTypeArguments();    for(Type argType : argTypes){        Class argClz = (Class) argType;        System.out.println("Class = " + argClz);    }}

 

至此，java反射基本介绍如此，下一张准备说下ArrayList、LinkedList、HashMap等数据结构的源码。 
 
 

 

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