JAVA基础知识之JVM-——使用反射生成并操作对象

Class对象可以获取类里的方法，由Method对象表示，调用Method的invoke可以执行对应的方法；可以获取构造器，由Constructor对象表示，调用Constructor对象的newInstance方法可以执行类对应的构造方法；可以获取成员变量，由Field对象表示，通过Field对象可以直接修改类的成员变量的访问权限和值。

创建对象

通过反射有两种方式创建对象

使用Class对象的newInstance()，这是最常用的方式，根据配置文件信息创建对象。

使用Class对象获取指定的Constructor对象，再由Constructor对象的newInstance创建类的对象。

调用方法

首先要获取类在JVM中对应的Class对象，通过类的Class对象的getMethod方法来获取类的方法，返回Method类型的对象，最后通过Method对象的invoke来执行类的方法。

下面的例子将演示从配置文件中读取数据来动态地创建对象，还通过配置文件信息来执行对象的setter来初始化对象。

 package jvmTest;

 import java.io.FileInputStream;
 import java.io.IOException;
 import java.lang.reflect.Method;
 import java.util.HashMap;
 import java.util.Map;
 import java.util.Properties;

 public class ExtendedObjectPoolFactory {
     private Map<String, Object> objectPool = new HashMap<>();
     private Properties config = new Properties();
     public void init(String fileName) {
         try {
             FileInputStream fis = new FileInputStream(fileName);
             config.load(fis);
         } catch (IOException ex) {
             System.out.println("读取 " + fileName + " 异常");
             ex.printStackTrace();
         }
     }
     private Object createObject(String clazzName) throws Exception {
         Class<?> clazz = Class.forName(clazzName);
         //使用clazz默认构造器创建对象
         return clazz.newInstance();
     }
     //根据配置文件创建对象
     public void initPool() throws Exception {
         for (String name : config.stringPropertyNames()) {
             if (!name.contains("%")) {
                 objectPool.put(name, createObject(config.getProperty(name)));
             }
         }
     }

     //根据配置文件来执行对象对应的set方法
     public void initProperty() throws Exception {
         for (String name : config.stringPropertyNames()) {
             if (name.contains("%")) {
                 String[] objAndPro = name.split("%");
                 //获取对象
                 Object target = getObject(objAndPro[0]);
                 //构造setter方法名
                 String mtdName = "set"+ objAndPro[1].substring(0,1).toUpperCase() + objAndPro[1].substring(1);
                 Class<?> targetClass = target.getClass();
                 Method mtd = targetClass.getMethod(mtdName, String.class);
                 mtd.invoke(target, config.getProperty(name));
             }
         }
     }

     public Object getObject(String name) {
         return objectPool.get(name);
     }

     public static void main(String[] args) throws Exception {
         ExtendedObjectPoolFactory epf = new ExtendedObjectPoolFactory();
         epf.init("extObj.txt");
         epf.initPool();
         epf.initProperty();
         System.out.println(epf.getObject("a"));
     }
 }

上面程序第23行获取Class对象后在第25行使用默认的构造器动态创建出了对象，

如果要使用指定构造器，需要先获取Constructor对象，再使用Cronstructor对象的newInstance创建对象，像下面这样，

 Constructor ctor = clazz.getConstructor(String.class);
 return ctor.newInstance("here is parameter for specific constructor");

第45行获取Class对象后，在46行通过Class对象获取指定要执行的方法（带一个参数)，用Method对象表示，最后在47行调用Method对象的invoke可以执行类的指定方法

上面的例子使用下面的测试文件进行测试，

extObj.txt

 a=javax.swing.JFrame
 b=javax.swing.JLabel
 a%title=Test title

输入结果，

javax.swing.JFrame[frame0,0,0,0x0,invalid,hidden,layout=java.awt.BorderLayout,title=Test title,resizable,normal,defaultCloseOperation=HIDE_ON_CLOSE,rootPane=javax.swing.JRootPane[,0,0,0x0,invalid,layout=javax.swing.JRootPane$RootLayout,alignmentX=0.0,alignmentY=0.0,border=,flags=16777673,maximumSize=,minimumSize=,preferredSize=],rootPaneCheckingEnabled=true]

访问成员变量

通过Class对象的getField方法可以访问指定的成员变量，调用继承自AccessableObject的setAccessable方法可以获得private成员变量的访问权限。

以下方法可以访问成员变量，

get(Object obj), 获取成员变量值。  如果是基本类型，直接使用类似 getInt(Object obj),  getChar(Object obj)的方式

set(Object obj), 设置成员变量值。　如果是基本类型，直接使用类似 setInt(Object, int val), setChar(Object obj, char c)的方式

下面演示访问成员变量，

 package jvmTest;

 import java.lang.reflect.Field;

 class Person {
     private String name;
     private int age;
     public String toString() {
         return "Person[name: "+name+", age: "+age+"]";
     }
 }
 public class FieldTest {
     public static void main(String[] args) throws Exception {
         Person p = new Person();
         Class<Person> clazz = Person.class;
         //getDeclaredFiled可以获取所有访问权限的成员变量
         Field nameField = clazz.getDeclaredField("name");
         //true表示取消权限限制
         nameField.setAccessible(true);
         nameField.set(p, "Tom");
         Field ageField = clazz.getDeclaredField("age");
         ageField.setAccessible(true);
         ageField.setInt(p, 18);
         System.out.println(p);
     }
 }

上面程序第20行使用的是set(), 而23行使用的是setInt(), 输出结果，

Person[name: Tom, age: 18]

操作数组

java.lang.reflect还包含一个Array类，可以动态地创建数组，设置元素的值，比较强大，主要方法有，

newInstance(..)，创建数组，可以指定数组元素类型， 数组维度， 数组长度

get(...)， 获取索引为index的元素，对于基本数据类型的数组，方法为getInt(...),  getChar(...) ...

set(...)， 设置索引为index的元素，对于基本数据类型的数组，方法为setInt(...),  setChar(...) ...

下面演示用法，

 package jvmTest;

 import java.lang.reflect.Array;

 public class ArrayTest2 {
     public static void main(String[] args) {
         // 创建三维数组
         Object arr = Array.newInstance(String.class, 3, 4, 10);
         // 获取index为2的元素，该元素是一个二维数组
         Object arrObj = Array.get(arr, 2);
         // 给二维数组index为2的元素赋值
         // 二维数组的元素是一维数组，所以赋值也要用数组来赋值
         Array.set(arrObj, 2, new String[] { "天王盖地虎", "宝塔镇河妖" });
         //获取二维数组指定index的元素（结果是一维数组)
         Object anArr = Array.get(arrObj, 3);
         Array.set(anArr, 8, "野鸡闷头钻，哪能上天王山");
         //将arr强制转换为三维数组
         String[][][] cast = (String[][][])arr;

         System.out.println(cast[2][2][0]);
         System.out.println(cast[2][2][1]);
         System.out.println(cast[2][3][8]);
     }
 }

输出如下，

 天王盖地虎
 宝塔镇河妖
 野鸡闷头钻，哪能上天王山