Java中反射的实现方式

女爷i 2022-10-01 00:37 228阅读 0赞

所谓反射，是指在运行时状态中，获取类中的属性和方法，以及调用其中的方法的一种机制。这种机制的作用在于获取运行时才知道的类（Class）及其中的属性（Field）、方法（Method）以及调用其中的方法，也可以设置其中的属性值。  
在Java中实现反射最重要的一步，也是第一步就是获取Class对象，得到Class对象后可以通过该对象调用相应的方法来获取该类中的属性、方法以及调用该类中的方法。

Java中反射有如下几种实现方式：

1、通过Class.forName()方法加载字符串，就可以得到该字符串做代表的Class对象。  
例如：

Class<?> clazz = Class.forName("java.lang.String")

就可以得到String类的Class对象。值得注意的是，字符串必须是类的全名，即包名+类名。  
下边的代码是Struts配置文件struts.xml中的一个action的配置。

<action name="registe" class="cn.com.huixin.struts2.RegisteAction">
       <result>/registeResult.jsp</result>
       <result name="input">/registe2.jsp</result>
    </action>

这里的class属性给出了一个类的全名的字符串，服务器是如何通过这个字符串得到类对象的呢？就是通过反射机制RegisteAction对象的。然后再去调用这个类中的默认的execute()方法。  
2、通过类名调用class属性得到该类的Class对象。  
例如：

Class<?> clazz = String.class

也可以得到String类的Class对象。

3、调用实例的getClass()方法。  
例如：

Date date = new Date();
    Class<?> clazz = date.getClass();

通过上边的两句代码就可以得到date实例的Class对象。  
4、如果是基本类型的包装类，则可以通过调用包装类的Type属性来获得该包装类的Class对象。  
例如：

Class<?> clazz = Integer.TYPE;

下边通过一段代码来说明如何实现反射机制。

package cn.com.huixin.blogcode;
    import java.util.Date;
    public class Student {
     private String studentID;
     public String studentName;
     private Date birthday;
     private int score;
    
     public String getStudentID() {
      return studentID;
     }
    
     public void setStudentID(String studentID) {
      this.studentID = studentID;
     }
    
     public String getStudentName() {
      return studentName;
     }
    
     public void setStudentName(String studentName) {
      this.studentName = studentName;
     }
    
     public Date getBirthday() {
      return birthday;
     }
    
     public void setBirthday(Date birthday) {
      this.birthday = birthday;
     }
    
     public int getScore() {
      return score;
     }
    
     public void setScore(int score) {
      this.score = score;
     }
    
     public void finishTask(String taskName) {
      System.out.println(studentName + "完成了" + taskName + "作业");
     }
    }
    
    
    下边的ReflectionTest类中会运用反射机制获取Student类中的属性和方法，并生成一个实例，用该实例来调用finishTask方法。
    
    
    
    package cn.com.huixin.blogcode;
    import java.lang.reflect.Field;
    import java.lang.reflect.Method;
    import java.lang.reflect.Modifier;
    public class ReflectionTest {
     public static void main(String[] args) {
      try {
       //获取Student的Class对象
       Class<?> clazz = Class.forName("cn.com.huixin.blogcode.Student");
       //获取该类中所有的属性
       Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
       //遍历所有的属性
       for (Field field : fields) {
        //打印属性信息，包括访问控制修饰符，类型及属性名
        System.out.println(field);
        System.out.println("修饰符：" + Modifier.toString(field.getModifiers()));
        System.out.println("类型：" + field.getType());
        System.out.println("属性名：" + field.getName());
       }
       //获取该类中的所有方法
       Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();
       for (Method method : methods) {
        //打印方法签名
        System.out.println(method);
    
        System.out.println("修饰符：" + Modifier.toString(method.getModifiers()));
        System.out.println("方法名：" + method.getName());
        System.out.println("返回类型：" + method.getReturnType());
        //获取方法的参数对象
        Class<?>[] clazzes = method.getParameterTypes();
        for (Class<?> class1 : clazzes) {
         System.out.println("参数类型：" + class1);
        }
       }
    
       //通过Class对象创建实例
       Student student = (Student)clazz.newInstance();
       //获取属性名为studentName的字段(Field)对象，以便下边重新设置它的值
       Field studentName = clazz.getField("studentName");
       //设置studentName的值为”张三“
       studentName.set(student, "张三");
    
       //通过Class对象获取名为”finishTask“，参数类型为String的方法(Method)对象
       Method finishTask = clazz.getMethod("finishTask", String.class);
       //调用finishTask方法
       finishTask.invoke(student, "数学");
      } catch (Exception e) {
       e.printStackTrace();
      }
     }
    }

Class<?> clazz = Class.forName("cn.com.huixin.blogcode.Student")

通过上述的第一种方式来获取Student的Class对象，这儿的字符串必须是类的全路径名，即包名+类名。当然，该处也可以通过上述的第二种或者第三种方法获得Student的Class对象。  
例如：  
(1)、调用Student类的class属性

Class<?> clazz = Student.class;

(2)、调用Student实例的getClass()方法

Student stu = new Student();
    
             Class<?> clazz = stu.getClass();

无论使用哪种方法获得了Class对象，只要得到了Class对象，下来的操作方法都是相同的。

`Field[] fields = clazz.getDeclaredFields(`)  
获取类中定义的属性，包括private的属性，但是不包括从父类继承下来的属性。

下来的for循环遍历了字段数组fields。field.getModifiers()获取了属性的修饰符，这个方法返回的是一个整型的数字，所以要用Modifier.toString()方法将整数转换为字符串。

Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods()

获取了类中的方法，包括private的方法，但是不包括从父类继承下来的方法。

下来遍历的方法数组methods。method.getReturnType()获得方法的返回类型。method.getParameterTypes()获得方法的参数类型，由于方法可能有多个参数，所以返回值为Class数组。

Student student = (Student)clazz.newInstance()

通过调用Class对象的newInstance()方法，来创建一个Student的实例。newInstance()方法实际上调用的是默认的无参的构造方法。

Field studentName = clazz.getField("studentName")

获得类中字段名为“studentName”的属性，需要注意的是，getField()方法只能获得类中的public的属性，所以将Student类中的“studentName”设置为public。

studentName.set(student, "张三")

将student实例中的studentName属性值设置为“张三”。

Method finishTask = clazz.getMethod("finishTask", String.class)

获得了类中的方法名为“finishTask”，并且具有一个String类型参数的方法对象。

finishTask.invoke(student, "数学")

调用了实例student中的finishTask方法，并且传入了一个参数。

执行的结果为：

private java.lang.String cn.com.huixin.blogcode.Student.studentID
    修饰符：private
    类型：class java.lang.String
    属性名：studentID
    public java.lang.String cn.com.huixin.blogcode.Student.studentName
    修饰符：public
    类型：class java.lang.String
    属性名：studentName
    private java.util.Date cn.com.huixin.blogcode.Student.birthday
    修饰符：private
    类型：class java.util.Date
    属性名：birthday
    private int cn.com.huixin.blogcode.Student.score
    修饰符：private
    类型：int
    属性名：score
    public void cn.com.huixin.blogcode.Student.finishTask(java.lang.String)
    修饰符：public
    方法名：finishTask
    返回类型：void
    参数类型：class java.lang.String
    public java.lang.String cn.com.huixin.blogcode.Student.getStudentID()
    修饰符：public
    方法名：getStudentID
    返回类型：class java.lang.String
    public void cn.com.huixin.blogcode.Student.setStudentID(java.lang.String)
    修饰符：public
    方法名：setStudentID
    返回类型：void
    参数类型：class java.lang.String
    public java.lang.String cn.com.huixin.blogcode.Student.getStudentName()
    修饰符：public
    方法名：getStudentName
    返回类型：class java.lang.String
    public void cn.com.huixin.blogcode.Student.setStudentName(java.lang.String)
    修饰符：public
    方法名：setStudentName
    返回类型：void
    参数类型：class java.lang.String
    public java.util.Date cn.com.huixin.blogcode.Student.getBirthday()
    修饰符：public
    方法名：getBirthday
    返回类型：class java.util.Date
    public void cn.com.huixin.blogcode.Student.setBirthday(java.util.Date)
    修饰符：public
    方法名：setBirthday
    返回类型：void
    参数类型：class java.util.Date
    public int cn.com.huixin.blogcode.Student.getScore()
    修饰符：public
    方法名：getScore
    返回类型：int
    public void cn.com.huixin.blogcode.Student.setScore(int)
    修饰符：public
    方法名：setScore
    返回类型：void
    参数类型：int
    张三完成了数学作业

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