详解Java反射机制实例

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：

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;

生成动态代理。

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，以及访问数组元素的静态方法。

如例程1所示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：

例程1：DumpMethods.java

Java代码

import java.lang.reflect.*;     
    
public class DumpMethods {     
    public static void main(String args[]) throws Exception {     
        // 加载并初始化命令行参数指定的类     
        Class classType = Class.forName(args[0]);     
        // 获得类的所有方法     
        Method methods[] = classType.getDeclaredMethods();     
        for (int i = 0; i < methods.length; i++)     
            System.out.println(methods[i].toString());     
    }     
}    

运行命令“java DumpMethods java.util.Stack”，就会显示java.util.Stack类所具有的方法，程序的打印结果如下：

public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.pop()  
 
public java.lang.Object java.util.Stack.push(java.lang.Object)  
 
public boolean java.util.Stack.empty()  
 
public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.peek()  
 
public synchronized int java.util.Stack.search(java.lang.Object)  

如例程2 所示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对象中的所有属性复制到新建的对象中，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。

例程2 ReflectTester.java

Java代码

import java.lang.reflect.*;     
    
public class ReflectTester {     
    public Object copy(Object object) throws Exception {     
        // 获得对象的类型     
        Class classType = object.getClass();     
        System.out.println("Class:" + classType.getName());     
        // 通过默认构造方法创建一个新的对象     
        Object objectCopy = classType.getConstructor(new Class[] {})     
                .newInstance(new Object[] {});     
        // 获得对象的所有属性     
        Field fields[] = classType.getDeclaredFields();     
        for (int i = 0; i < fields.length; i++) {     
            Field field = fields[i];     
            String fieldName = field.getName();     
            String firstLetter = fieldName.substring(0, 1).toUpperCase();     
            // 获得和属性对应的getXXX()方法的名字     
            String getMethodName = "get" + firstLetter + fieldName.substring(1);     
            // 获得和属性对应的setXXX()方法的名字     
            String setMethodName = "set" + firstLetter + fieldName.substring(1);     
            // 获得和属性对应的getXXX()方法     
            Method getMethod = classType.getMethod(getMethodName,     
                    new Class[] {});     
            // 获得和属性对应的setXXX()方法     
            Method setMethod = classType.getMethod(setMethodName,     
                    new Class[] { field.getType() });     
            // 调用原对象的getXXX()方法     
            Object value = getMethod.invoke(object, new Object[] {});     
            System.out.println(fieldName + ":" + value);     
            // 调用复制对象的setXXX()方法     
            setMethod.invoke(objectCopy, new Object[] { value });     
        }     
        return objectCopy;     
    }     
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {     
        Customer customer = new Customer("Tom", 21);     
        customer.setId(new Long(1));     
        Customer customerCopy = (Customer) new ReflectTester().copy(customer);     
        System.out.println("Copy information:" + customerCopy.getName() + " "    
                + customerCopy.getAge());     
    }     
}     
    
class Customer { // Customer类是一个JavaBean     
    private Long id;     
    private String name;     
    private int age;     
    
    public Customer() {     
    }     
    
    public Customer(String name, int age) {     
        this.name = name;     
        this.age = age;     
    }     
    
    public Long getId() {     
        return id;     
    }     
    
    public void setId(Long id) {     
        this.id = id;     
    }     
    
    public 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;     
    }     
}   

执行结果：Class:Customer

id:1

name:Tom

age:21

Copy information:Tom 21

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。

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。

getConstrutors()：获得类的public类型的构造方法。

getConstrutor(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。

如例程3 所示的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。

例程3 InvokeTester.java

Java代码

import java.lang.reflect.*;     
    
public class InvokeTester {     
    public int add(int param1, int param2) {     
        return param1 + param2;     
    }     
    
    public String echo(String msg) {     
        return "echo:" + msg;     
    }     
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {     
        Class classType = InvokeTester.class;     
        Object invokeTester = classType.newInstance();     
        // 调用InvokeTester对象的add()方法     
        Method addMethod = classType.getMethod("add", new Class[] { int.class,     
                int.class });     
        Object result = addMethod.invoke(invokeTester, new Object[] {     
                new Integer(100), new Integer(200) });     
        System.out.println((Integer) result);     
        // 调用InvokeTester对象的echo()方法     
        Method echoMethod = classType.getMethod("echo",     
                new Class[] { String.class });     
        result = echoMethod.invoke(invokeTester, new Object[] { "Hello" });     
        System.out.println((String) result);     
    }     
}    

执行结果：300

echo:Hello

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。

在本例中，尽管InvokeTester 类的add()方法的两个参数及返回值都是int 类型，调

用addMethod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

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。如例程10-4

所示的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。

例程10-4 ArrayTester1.java

Java代码

import java.lang.reflect.*;     
    
public class ArrayTester1 {     
    public static void main(String args[]) throws Exception {     
        Class classType = Class.forName("java.lang.String");     
        // 创建一个长度为10 的字符串数组     
        Object array = Array.newInstance(classType, 10);     
        // 把索引位置为5 的元素设为"hello"     
        Array.set(array, 5, "hello");     
        // 读取索引位置为5 的元素的值     
        String s = (String) Array.get(array, 5);     
        System.out.println(s); //输出hello     
    }     
}    

如例程10-5 所示的ArrayTester2 类的main()方法创建了一个5×10×15 的整型数

组，并把索引位置为[3][5][10]的元素的值为设37。

Java代码

import java.lang.reflect.*;     
    
public class ArrayTester2 {     
    public static void main(String args[]) {     
        int dims[] = new int[] { 5, 10, 15 };     
        Object array = Array.newInstance(Integer.TYPE, dims);     
        // 使arrayObj 引用array[3]     
        Object arrayObj = Array.get(array, 3);     
        Class cls = arrayObj.getClass().getComponentType();     
        System.out.println(cls);     
        // 使arrayObj 引用array[3][5]     
        arrayObj = Array.get(arrayObj, 5);     
        // 把元素array[3][5][10]设为37     
        Array.setInt(arrayObj, 10, 37);     
        int arrayCast[][][] = (int[][][]) array;     
        System.out.println(arrayCast[3][5][10]);     
    }     
}    

输出：

class [I

37???

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