java反射教程

亦凉 2022-05-24 00:47 159阅读 0赞

译自：[programcreek][]

什么是反射，为什么它是有用的，以及如何使用它？

### 1.什么是反射？ ###

“反射通常是JVM中运行的程序需要检测和修改运行时程序的行为的一种能力。”这个概念通常与内省（Introspection）混淆。以下是这两个术语在维基百科中的定义：

1.  内省是指计算机程序在运行时检查对象类型的一种能力，通常也可以称作运行时类型检查。
2.  反射是指计算机程序在运行时可以访问、检测和修改它本身状态或行为的一种能力。

从他们的定义可以看出，内省是反射的一个子集。有些语言支持内省，但不支持反射，如C++。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzODczNDMx_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

内省例子：instanceof运算符用于确定一个对象是否属于一个特定的类。

**if**(obj **instanceof** Dog)\{   
   Dog d = (Dog)obj;  
   d.bark();  
\}

反射例子：Class.forName()方法通过类或接口的名称（一个字符串和完全限定名）来返回对应Class的对象。forName方法会对类初始化。

// with reflection  
Class<?> c = Class.forName("classpath.and.classname");  
Object dog = c.newInstance();  
Method m = c.getDeclaredMethod("bark", **new** Class<?>\[0\]);  
m.invoke(dog);

在Java中，更关注于反射而非内省，因为你不能改变一个对象的结构。

### 2.为什么我们需要反射？ ###

反射能够让我们：

*  运行时检测一个对象所属的类；
 *  运行时构造一个类的对象；
 *  运行时检测一个类的字段和方法；
 *  运行时调用一个对象的任意方法；
 *  修改构造函数、方法、字段的访问权限，AccessibleObject的setAccessible(boolean flag)方法；
 *  等等

反射是框架中常用的方法。

例如，JUnit通过反射来查找标记为 @Test 注解的方法，并在运行单元测试时调用这些方法。

对于Web框架，产品开发人员在配置文件中定义接口和类的实现。通过使用反射，框架可以快速动态地初始化所需要的类。

例如，Spring框架使用bean的配置，如：

当Spring上下文处理<bean>元素时，将使用Class.forName(String)与参数"com.programcreek.Foo"来实例化类。然后，它会再次使用反射来得到<property>元素对应的setter方法并设置指定的值。

相同的机制也用于Servlet web applications：

<servlet>  
   <servlet\-name>someServlet</servlet\-name>  
   <servlet\-class>com.programcreek.WhyReflectionServlet</servlet\-class>  
<servlet>

### 3.如何使用反射？ ###

通过以下几个典型的小例子来学习如何使用反射。

例1：获取对象的类名称。

**package** **myreflection**;  
**import** **java.lang.reflect.Method**;  
  
**public** **class** **ReflectionHelloWorld** \{   
   **public** **static** void main(String\[\] args)\{   
        Foo f = **new** Foo();  
        System.out.println(f.getClass().getName());             
   \}  
\}  
  
**class** **Foo** \{   
   **public** void print() \{   
        System.out.println("abc");  
   \}  
\}

输出：

myreflection.Foo

例2：调用未知对象的方法。

对于下面的代码示例，假象一下对象的类型是未知的。通过使用反射，代码可以使用该对象，并找出对象有一个名为“print”的方法，然后调用它。

**package** **myreflection**;  
**import** **java.lang.reflect.Method**;  
  
**public** **class** **ReflectionHelloWorld** \{   
   **public** **static** void main(String\[\] args)\{   
        Foo f = **new** Foo();  
  
        Method method;  
       **try** \{   
            method = f.getClass().getMethod("print", **new** Class<?>\[0\]);  
            method.invoke(f);  
       \} **catch** (Exception e) \{   
            e.printStackTrace();  
       \}  
   \}  
\}  
  
**class** **Foo** \{   
   **public** void print() \{   
        System.out.println("abc");  
   \}  
\}

abc

例3：从Class实例创建对象

**package** **myreflection**;  
  
**public** **class** **ReflectionHelloWorld** \{   
   **public** **static** void main(String\[\] args)\{   
       //create instance of "Class"  
       Class<?> c = **null**;  
       **try**\{   
            c=Class.forName("myreflection.Foo");  
       \}**catch**(Exception e)\{   
            e.printStackTrace();  
       \}  
  
       //create instance of "Foo"  
       Foo f = **null**;  
  
       **try** \{   
            f = (Foo) c.newInstance();  
       \} **catch** (Exception e) \{   
            e.printStackTrace();  
       \}  
  
        f.print();  
   \}  
\}  
  
**class** **Foo** \{   
   **public** void print() \{   
        System.out.println("abc");  
   \}  
\}

示例4：获取构造函数和创建实例。

**package** **myreflection**;  
  
**import** **java.lang.reflect.Constructor**;  
  
**public** **class** **ReflectionHelloWorld** \{   
   **public** **static** void main(String\[\] args)\{   
       //create instance of "Class"  
       Class<?> c = **null**;  
       **try**\{   
            c=Class.forName("myreflection.Foo");  
       \}**catch**(Exception e)\{   
            e.printStackTrace();  
       \}  
  
       //create instance of "Foo"  
       Foo f1 = **null**;  
        Foo f2 = **null**;  
  
       //get all constructors  
       Constructor<?> cons\[\] = c.getConstructors();  
  
       **try** \{   
            f1 = (Foo) cons\[0\].newInstance();  
            f2 = (Foo) cons\[1\].newInstance("abc");  
       \} **catch** (Exception e) \{   
            e.printStackTrace();  
       \}  
  
        f1.print();  
        f2.print();  
   \}  
\}  
  
**class** **Foo** \{   
    String s;  
  
   **public** Foo()\{\}  
  
   **public** Foo(String s)\{   
       **this**.s=s;  
   \}  
  
   **public** void print() \{   
        System.out.println(s);  
   \}  
\}

**null**  
abc

此外，你可以使用Class实例来获取该类实现的接口，父类，声明的字段等。

例5：通过反射来修改数组的大小。

**package** **myreflection**;  
  
**import** **java.lang.reflect.Array**;  
  
**public** **class** **ReflectionHelloWorld** \{   
   **public** **static** void main(String\[\] args) \{   
       int\[\] intArray = \{  1, 2, 3, 4, 5 \};  
       int\[\] newIntArray = (int\[\]) changeArraySize(intArray, 10);  
        print(newIntArray);  
  
        String\[\] atr = \{  "a", "b", "c", "d", "e" \};  
        String\[\] str1 = (String\[\]) changeArraySize(atr, 10);  
        print(str1);  
   \}  
  
   // change array size  
   **public** **static** Object changeArraySize(Object obj, int len) \{   
        Class<?> arr = obj.getClass().getComponentType();  
        Object newArray = Array.newInstance(arr, len);  
  
       //do array copy  
       int co = Array.getLength(obj);  
        System.arraycopy(obj, 0, newArray, 0, co);  
       **return** newArray;  
   \}  
  
   // print  
   **public** **static** void print(Object obj) \{   
        Class<?> c = obj.getClass();  
       **if** (!c.isArray()) \{   
           **return**;  
       \}  
  
        System.out.println("\\nArray length: " \+ Array.getLength(obj));  
  
       **for** (int i = 0; i < Array.getLength(obj); i\++) \{   
            System.out.print(Array.get(obj, i) \+ " ");  
       \}  
   \}  
\}

输出：

Array length: 10  
1 2 3 4 5 0 0 0 0 0  
Array length: 10  
a b c d e **null** **null** **null** **null** **null**

## 总结 ##

上面的代码示例仅仅展现了Java反射提供的非常小的一部分功能。阅读这些例子只能让你初识Java反射，你需要在Oracle的官网阅读[相关文档][Link 1]来了解更多信息。

[programcreek]: http://www.programcreek.com/2013/09/java-reflection-tutorial/
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzODczNDMx_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220524/f45b0deb191d44678a5304291cedf5a7.png
[Link 1]: http://docs.oracle.com/javase/tutorial/reflect/