Java反射

java在运行时识别对象和类的信息主要有两种方式:一种是“传统的” RTTI(Run-Time Type Identification),它假定我们在编译时已经知道了所有的类型;另一种是“反射”机制,它运行我们在运行时发现和使用类的信息。

一、Class对象

Class对象包含了与类有关的信息,每个类都有一个Class对象。每当编写并且编译了一个新类,就会产生一个Class对象(更恰当地说,是被保存在一个同名的 .class 文件中)。为了生成这个类的对象,运行这个程序的Java虚拟机(JVM)将使用被称为“类加载器”的子系统。

所有的类都是在对其第一次使用时,动态加载到 JVM 中的。当程序创建第一个对类的静态成员的引用时,就会加载这个类。这证明构造器也是类的静态方法,即使在构造器之前并没有使用 static 关键字。因此,使用 new 操作符创建类的新对象也会被当做对类的静态成员的引用。

类加载器首先检查这个类的Class对象是否已经加载。如果尚未加载,默认的类加载器就会根据类名查找 .class 文件(例如,某个附加类加载器可能会在数据库中查找字节码)。在这个类的字节码被加载时,它们会接受验证,以确保其没有被破坏,并且不包含不良java代码(这是java中用于安全防范目的的措施之一)。一旦某个类的Class对象被载入内存,它就被用来创建这个类的所有对象。

获取Class对象的引用方式:

package com.blueizz.reflection;

public class Phone {

    private String platform;
    public float screenSize;

    public Phone(String platform, float screenSize) {
        this.platform = platform;
        this.screenSize = screenSize;
    }

    public String call(String phoneNum) {
        return phoneNum;
    }

    private void unlock() {
    }

}
  • 使用 Class 类的 forName 静态方法,Class.forName("类名字符串")
    注意:类名字符串必须是全称,包名+类名
    try {
        Class cls = Class.forName("com.blueizz.reflection.Phone");
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }
  • 类字面常量,即 类名.class
    Class cls = Phone.class;
  • 调用某个对象的 getClass() 方法
    Phone phone = new Phone();
    Class cls = phone.getClass();

二、使用Class对象创建对象实例

(1)使用Class对象的newInstance()方法来创建Class对象对应类的实例。使用这种方法时,确保该类定义了无参构造函数。

    try {
        cls = Phone.class;
        Phone phone = (Phone) cls.newInstance();
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    } 

(2)先通过Class对象获取指定的Constructor对象,再调用Constructor对象的newInstance()方法来创建实例。这种方法可以用指定的构造器创建类的实例。

try {
    Class cls = Phone.class;
    Constructor constructor = cls.getConstructor(String.class,float.class);
    Phone phone = (Phone) constructor.newInstance("android",5.5f);
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
}

三、反射

Java 反射机制在程序运行时,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法;对于任意一个对象,都能够调用它的任意一个方法和属性。这种动态的获取信息以及动态调用对象的方法的功能称为 java 的反射机制。

(1)Field对象

在Java反射中Field对象用于获取某个类的属性或该属性的属性值。

  • getType() :获取属性声明时类型对象(返回class对象)
  • getGenericType() :返回属性声的Type类型
  • getName() : 获取属性声明时名字
  • getAnnotations() : 获得这个属性上所有的注释
  • getModifiers() : 获取属性的修饰
  • isEnumConstant() : 判断这个属性是否是枚举类
  • isSynthetic() : 判断这个属性是否是 复合类
  • get(Object obj) : 取得obj对象这个Field上的值
  • set(Object obj , Object value) : 向obj对象的这个Field设置新值value
(2)获取类的成员变量(字段)信息
  • getFiled:返回一个 Field 对象,该对象反映此Class对象所表示的类或接口的指定公共成员字段。name参数是一个String,指定所需字段的简单名称。
public Field getField(String name) throws NoSuchFieldException 
  • getDeclaredField:返回一个 Field 对象,该对象反映此Class对象所表示的类或接口的指定已声明字段(包括私有成员)。操作私有属性时,需要调用setAccessible(true)方法来获取私有属性的访问权限。
public Field getDeclaredField(String name) throws NoSuchFieldException
  • getFileds:返回一个包含 Field 对象的数组,该数组包含此 Class 对象所表示的类或接口的所有可访问公共字段。如果类或接口没有可访问的公共字段,或者此Class对象表示基本类型、数组类或void,则此方法返回长度为0的数组。
public Field[] getFields() throws SecurityException
  • getDeclaredFields:返回一个包含 Field 对象的数组,该数组包含此 Class 对象所表示的类或接口所声明的所有字段(包括私有成员),但不包括继承的字段。
public Field[] getDeclaredFields()
(3)Method对象

在Java反射中Method类描述的是类的方法信息(包括:方法修饰符、方法名称、参数列表等等)

/**
 *  Method对象常用方法
 */

//获取public String call(String phoneNum)方法的Method对象
Method callMethod = cls.getMethod("call", String.class);
Log.i(TAG, "修饰符:" + Modifier.toString(callMethod.getModifiers()));
Log.i(TAG, "返回值类型:" + callMethod.getReturnType());
Log.i(TAG, "方法名称:" + callMethod.getName());
Log.i(TAG, "参数类型列表(数组):" + callMethod.getParameterTypes());
//使用Method.invoke()调用方法
String result = (String) callMethod.invoke(phone, "110");
Log.i(TAG, "调用call后的运行结果:" + result);
(4)获取类的方法
  • getMethod:返回一个 Method 对象,该对象反映此Class对象所表示的类或接口的指定公共成员方法。name参数是一个String,指定所需方法的简单名称。parameterTypes参数是一个Class对象数组,表示按声明的顺序标识方法的形式参数类型。如果parameterTypes为null,则将其视为空数组。
public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
    throws NoSuchMethodException, SecurityException
  • getDeclaredMethod:返回一个 Method 对象,该对象反映此Class对象所表示的类或接口的指定声明方法。
public Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
    throws NoSuchMethodException, SecurityException
  • getMethods:返回一个包含 Method 对象的数组,这些对象反映此Class对象所表示的类或接口的所有公共成员方法,包括由类或接口声明的那些以及从超类和超接口继承的那些。如果此Class对象表示没有公共成员方法的类或接口,或者此Class对象表示基本类型、数组类或void,则此方法返回长度为0的数组。
public Method[] getMethods() throws SecurityException 
  • getDeclaredMethods:返回一个包含 Method 对象的数组,包括public,protected,default(包)访问和私有方法,但不包括继承的方法。
public Method[] getDeclaredMethods() throws SecurityException 
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