Java---类反射(1)---类反射入门和基础

什么是类反射

☆什么是反射

JAVA反射机制是在运行状态中，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；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为Java语言的反射机制。

反射(Reflection)是Java程序开发语言的特征之一，它允许运行中的Java程序对自身进行检查， 也称自审，并能直接操作程序的内部属性。例如，使用它能获得Java类中各成员的名称并显示出来。

Java的这一能力在实际应用中应用得很多，在其它的程序语言中根本就不存在这一特性。例如，Pascal、C或者C++中就没有办法在程序中获得函数定义相关的信息。

JavaBean是类反射的实际应用之一，它能让一些工具可视化的操作软件组件。这些工具通过类反射动态的载入并取得Java组件(类)的属性。后面学习的各种框架，基本上都会有反射的使用。

☆反射引例(HelloWorld、USB)

最简单的类反射：(相当于HelloWorld)

package cn.hncu.hello;

import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;

/**
 * 类反射的Helloworld版---入门
 * 只演示了类方法的类反射---Method[]
 * @author 陈浩翔
 * @version 1.0  2016-5-1
 */
public class ReflectionHelloWold {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Class c = Class.forName("cn.hncu.introduce.Person");
            System.out.println(c);
            Method mc[] = c.getDeclaredMethods();//获得
            for(Method m:mc){
                //获得整个方法
                //包括修饰，返回类型，方法名字，方法参数
                System.out.println(m);
                //解剖Method对象
                System.out.println(Modifier.toString(m.getModifiers()));//修饰符
                System.out.println(m.getReturnType());//返回类型
                System.out.println(m.getName());//方法名字
                Class pt[] = m.getParameterTypes();
                for(Class p :pt){
                    System.out.println("parameter = "+p);//参数
                }
                System.out.println();
                System.out.println(m.getDeclaringClass());//这个方法所在的类
                System.out.println();
                System.out.println("------------------------------");
            }
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

Person类：

package cn.hncu.introduce;

public class Person {
    private String name;
    int age;

    public final String getName() {
        return name;
    }

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

    public int getAge() {
        return age;
    }

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

    private static final int sum(int age){
        return 0;
    }

}

输出结果：

class cn.hncu.introduce.Person
private static final int cn.hncu.introduce.Person.sum(int)
private static final
int
sum
parameter = int

class cn.hncu.introduce.Person

------------------------------
public int cn.hncu.introduce.Person.getAge()
public
int
getAge

class cn.hncu.introduce.Person

------------------------------
public void cn.hncu.introduce.Person.setAge(int)
public
void
setAge
parameter = int

class cn.hncu.introduce.Person

------------------------------
public final java.lang.String cn.hncu.introduce.Person.getName()
public final
class java.lang.String
getName

class cn.hncu.introduce.Person

------------------------------
public void cn.hncu.introduce.Person.setName(java.lang.String)
public
void
setName
parameter = class java.lang.String

class cn.hncu.introduce.Person

------------------------------

USB实例：反射最大的好处是解耦

USB接口：

package cn.hncu.usb.api;

public interface USB {
    public abstract void work();
}

实现类：

package cn.hncu.usb.impl;

import cn.hncu.usb.api.USB;

public class UsbMouse implements USB{
    @Override
    public void work() {
        System.out.println("UsbMouse....");
    }
}

package cn.hncu.usb.impl;

import cn.hncu.usb.api.USB;

public class UsbOne implements USB{
    @Override
    public void work() {
        System.out.println("UsbOne...");
    }
}

package cn.hncu.usb.impl;

import cn.hncu.usb.api.USB;

public class UsbTwo implements USB{
    @Override
    public void work() {
        System.out.println("UsbTwo....");
    }
}

工厂方法：！！！读取配置文件的在这里

package cn.hncu.usb.factory;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.util.Properties;

import cn.hncu.usb.api.USB;

public class USBFactory {
    public static USB getUSB(){
        USB usb = null;
        Properties p = new Properties();//配置文件
        FileInputStream in;
        try {
            in = new FileInputStream("usb.config");//读取配置文件
            p.load(in);
            String className = p.getProperty("name");
            //通过name获得name后面=号后面的字符串，这样就可以通过修改配置文件来new不同的类
            Class c = Class.forName(className);
            usb = (USB) c.newInstance();//new 一个对象
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return usb;
    }
}

main方法：

package cn.hncu.usb;

import cn.hncu.usb.api.USB;
import cn.hncu.usb.factory.USBFactory;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        USB usb = USBFactory.getUSB();
        usb.work();
    }

}

配置文件：usb.config

你配置哪个，就是new哪个实现类的！！

‘#’号是配置文件的注释

#name = cn.hncu.usb.impl.UsbOne
#name = cn.hncu.usb.impl.UsbTwo
name = cn.hncu.usb.impl.UsbMouse

反射使用的三个步骤

用于反射的类，如Method，可以在java.lang.reflect包中找到。使用这些类的时候必须要遵循三个步骤：

第一步：获得你想操作的类的java.lang.Class对象。在运行中的Java程序中，用java.lang.Class类来描述类和接口等。

第二步：调用诸如getDeclaredMethods的方法，取得该类中定义的所有方法的列表。

第三步：使用反射的API来操作这些信息。

如下面这段代码：

Class c = Class.forName(“java.lang.String”);

Method ms[] = c.getDeclaredMethods();

System.out.println(ms[0].toString());

它将以文本方式打印出String中定义的第一个方法的原型。

☆反射示例(模拟instanceof的功能)

获取Class对象的三种方式

★ 方式一

通过对象的getClass方法进行获取。这种方式需要具体的类和该类的对象，以及调用getClass方法。

★ 方式二

任何数据类型(包括基本数据类型)都具备着一个静态的属性class，通过它可直接获取到该类型对应的Class对象。这种方式要使用具体的类，然后调用类中的静态属性class完成，无需调用方法，性能更好。

★ 方式三

通过Class.forName()方法获取。这种方式仅需使用类名，就可以获取该类的Class对象，更有利于扩展。

下面看怎么获取Class对象的代码：

package cn.hncu.reflect;

/**
 * //获取Class对象的三种方式
 * @author 陈浩翔
 *
 * @version 1.0  2016-5-1
 */
public class ReflectGetClass {

    public static void main(String[] args) {
        //getClassObj1();
        //getClassObj2();
        //getClassObj3();

        test();
    }
    private static void test() {
        Person p = new Person();
        Object obj = (Object)p;
        Class c = obj.getClass();//运行时多态，new谁调谁
        System.out.println(c);//输出为：class cn.hncu.reflect.Person

        System.out.println(int.class);//int
        System.out.println(Integer.class);//class java.lang.Integer
        System.out.println(Integer.TYPE);//int 

        System.out.println((int.class)==(Integer.class));//false
        System.out.println((int.class)==(Integer.TYPE));//true
    }
    private static void getClassObj3() {
        try {
            String className = "cn.hncu.reflect.Person";
            Class c = Class.forName(className);//3333用字符串(类名)---依赖于String类
            System.out.println(c);//class cn.hncu.reflect.Person
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private static void getClassObj2() {
        Class c = Person.class;//2222通过类名----依赖于Person类
        System.out.println(c);//class cn.hncu.reflect.Person
    }

    private static void getClassObj1() {
        Person p1 = new Person();
        Class c1 = p1.getClass();//1111通过对象
        System.out.println(c1);//class cn.hncu.reflect.Person

        Person p2 = new Person();
        Class c2 = p2.getClass();
        System.out.println(p1==p2);//false-不同的对象
        System.out.println(c1==c2);//true-同一个类模板，所有对象是共享同一个类模板的
    }

}

运行结果在输出后面都注释了。。。

Class.isInstance(Object obj)判定指定的 Object 是否与此 Class 所表示的对象赋值兼容。

代码演示：

package cn.hncu.reflect;

/**
 * @author 陈浩翔
 * @version 1.0  2016-5-1
 */
public class SimulateInstanceof {
    /**
     * isInstance(Object obj)判定指定的 Object 是否与此 Class 所表示的对象赋值兼容。
     * @param args
     * @throws Exception
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class c = Class.forName("cn.hncu.reflect.A");
        boolean boo = c.isInstance(new Integer(100));
        System.out.println(boo);//false
        boolean boo2 = c.isInstance( new A() );
        System.out.println(boo2);//true
        boolean boo3 = c.isInstance(new B());//B和A兼容
        //也就是说子类可以当父类用
        System.out.println(boo3);//true
    }
}
class A{
    private int age;
}

class B extends A{
    private String name ;
}

类的解剖（获取类的定义信息）

Person类：

package cn.hncu.reflect;

import java.io.IOException;

public class Person extends Parent{
    String name;
    private int age;
    public int num;
    public static String schoolName;

    public Person(){
    }
    private Person(String name, int age){
    }
    protected Person(int age) throws IOException,NumberFormatException{
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public int getAge() {
        return age;
    }

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

    private int sum( int a){
        return 0;
    }
    private int sum(){
        return 0;
    }

    int aa(String a,int b) throws IOException,NumberFormatException{

        return 0;
    }
}

class Parent{
    public static final int N=100;
}

★ 获取类的方法

找出一个类中定义了些什么方法，这是一个非常有价值也非常基础的反射用法。

代码演示：

package cn.hncu.reflect;

import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;

/**
 * 类的解剖（获取类的定义信息）
 * @author 陈浩翔
 *
 * @version 1.0  2016-5-1
 */
public class ReflectDecompose {
    private static final String CLASS_FILE_NAME="cn.hncu.reflect.Person";

    public static void main(String[] args) {
        try {
            fetchMethods(CLASS_FILE_NAME);//方法演示

        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
    /**
     * 方法演示
     * @param classFileName
     * @throws ClassNotFoundException
     */
    private static void fetchMethods(String classFileName) throws ClassNotFoundException {
        Class c = Class.forName(CLASS_FILE_NAME);

        //1: 获取该类的能访问的所有public方法(包含当前类和父类的)
        Method methods[] = c.getMethods();

        //2: 获取Person类中声明的所有方法，包括私有和其它权限的
        //Method methods[] = c.getDeclaredMethods();

        for(int i=0;i<methods.length;i++){
            Method m = methods[i];
            //System.out.println("modifiers:"+ m.getModifiers());//int，这个是数字。方法的修饰符
            System.out.println("修饰符："+ Modifier.toString( m.getModifiers() ) );//转换成字符串修饰符了。

            System.out.println("方法返回类型："+ m.getReturnType());

            System.out.println("方法名称："+ m.getName());

            Class paramTypes[] = m.getParameterTypes();//方法需要传入的参数类型-为空就是没有
            System.out.print("方法需要传入的参数类型： ");
            for(Class p:paramTypes){
                System.out.print(p+"   ");
            }
            System.out.println();

            Class exceptionTypes[] = m.getExceptionTypes();//方法抛出的异常
            System.out.print("方法抛出的异常： ");
            for(Class e:exceptionTypes){
                System.out.print(e+"   ");
            }
            System.out.println();

            System.out.println("此方法属于的类： "+m.getDeclaringClass());
            System.out.println();
            System.out.println("--------------------------------");

        }

    }

}

运行结果太长了，自己可以运行看看！

★ 获取类的构造器

找出一个类中定义的构造方法，构造器没有返回类型。

代码演示：

package cn.hncu.reflect;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;

/**
 * 类的解剖（获取类的定义信息）
 * @author 陈浩翔
 *
 * @version 1.0  2016-5-1
 */
public class ReflectDecompose {
    private static final String CLASS_FILE_NAME="cn.hncu.reflect.Person";

    public static void main(String[] args) {
        try {
            //fetchMethods(CLASS_FILE_NAME);//方法演示

            fetchConstructors(CLASS_FILE_NAME);//类的构造方法演示

        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    /**
     * 类的构造方法演示
     * @param classFileName
     * @throws ClassNotFoundException
     */
    private static void fetchConstructors(String classFileName) throws ClassNotFoundException {
        Class c = Class.forName(CLASS_FILE_NAME);

        //构造方法不能继承父类的！！！！！！！
        //1:  该类中所有public的构造方法。
        Constructor cons[] = c.getConstructors();

        //2: 获取该类中声明的所有构造方法，包括私有和其它权限的
        //Constructor cons[] = c.getDeclaredConstructors();

        for(int i=0;i<cons.length;i++){
            Constructor cs = cons[i];
            //System.out.println("modifiers:"+ m.getModifiers());//int，这个是数字。方法的修饰符
            System.out.println("修饰符："+ Modifier.toString( cs.getModifiers() ) );//转换成字符串修饰符了。

            System.out.println("构造方法名称："+ cs.getName());

            Class paramTypes[] = cs.getParameterTypes();//构造方法需要传入的参数类型-为空就是没有
            System.out.print("构造方法需要传入的参数类型： ");
            for(Class p:paramTypes){
                System.out.print(p+"   ");
            }
            System.out.println();

            Class exceptionTypes[] = cs.getExceptionTypes();//构造方法抛出的异常
            System.out.print("构造方法抛出的异常： ");
            for(Class e:exceptionTypes){
                System.out.print(e+"   ");
            }
            System.out.println();

            System.out.println("此构造方法属于的类： "+cs.getDeclaringClass());//全部是当前类！因为构造方法不能被继承
            System.out.println();
            System.out.println("--------------------------------");

        }
    }

}

★ 获取类的属性字段

找出一个类中定义了哪些属性字段。

代码演示：

package cn.hncu.reflect;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;

/**
 * 类的解剖（获取类的定义信息）
 * @author 陈浩翔
 *
 * @version 1.0  2016-5-1
 */
public class ReflectDecompose {
    private static final String CLASS_FILE_NAME="cn.hncu.reflect.Person";

    public static void main(String[] args) {
        try {
            //fetchMethods(CLASS_FILE_NAME);//方法演示

            //fetchConstructors(CLASS_FILE_NAME);//类的构造方法演示

            fetchFields(CLASS_FILE_NAME);//类的成员变量演示

        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    /**
     * 类的成员变量演示
     * @param classFileName
     * @throws ClassNotFoundException
     */
    private static void fetchFields(String classFileName) throws ClassNotFoundException {
        Class c = Class.forName(CLASS_FILE_NAME);

        //获取该类及其父类中的所有public成员变量(属性)
        Field fields[] = c.getFields();

        //获取该类声明的所有成员变量，包括私有及其它权限的
        //Field fields[] = c.getDeclaredFields();

        for(int i=0;i<fields.length;i++){
            Field f = fields[i];
            //System.out.println("modifiers:"+ m.getModifiers());//int，这个是数字。方法的修饰符
            System.out.println("修饰符："+ Modifier.toString( f.getModifiers() ) );//转换成字符串修饰符了。

            System.out.println("方法名称："+ f.getName());

            System.out.println("此构造方法属于的类： "+f.getDeclaringClass());//全部是当前类！因为构造方法不能被继承
            System.out.println();
            System.out.println("--------------------------------");

        }
    }
}

Class类真的很强大！