Java原来如此-反射机制
在Java运行时环境中，对于任意一个类，能知道这个类有哪些属性和方法。对于任意一个对象，能调用它的任意一个方法。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。
1. 在运行时判断任意一个对象所属的类。
2. 在运行时构造任意一个类的对象。
3. 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。
4. 在运行时调用任意一个对象的方法。
反射机制是Java被视为动态语言的一个关键性质。这个机制允许程序在运行时透过Reflection APIs取得任何一个已知名称的class的内部信息，包括其方法修饰符，父类，实现的接口，属性，方法等信息，并可于运行时改变属性内容或调用方法。
Java程序可以加载一个运行时才得知名称的class，获悉其完整构造（但不包括methods定义），并生成其对象实体，或对其属性设值，或唤起其方法。这种“看透class”的能力被称为introspection（內省，内观，反省）。Reflection和introspection是常被并提的两个术语。
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，以及访问数组的元素的静态方法。
要想使用反射，首先需要获得待处理类或对象所对应的Class对象。
获取某个类或某个对象所对应的class对象的常用的3种方式：
1. 使用Class类的静态方法forName：Class.forName(“java.lang.String”);
2. 使用类的.class语法：String.class;
3. 使用对象的getClass()方法：String s = “aa”;Class<?> clazz = s.getClass();
在java.lang.Object类中定义了getClass()方法，因此对于任意一个Java对象，都可以通过此方法获得对象的类型。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。
getConstructors()：获得类的public类型的构造方法。
getConstructor(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。
newInstance()：通过类的不带参数的构造方法创建这个类的一个对象。
以下程序演示了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。
package com.zhouyu.reflect;
import java.lang.reflect.Method;
public class ReflectTest
{
public static void main(String[] args)
{
try
{
Class<?> classType = Class.forName(args[0]);
Method[] methods = classType.getDeclaredMethods();
for(Method method : methods)
{
System.out.println(method);
}
}
catch(Exception e)
{
System.out.println(e.toString());
}
}
}
以下代码运用反射机制调用InvokeTester对象的add()和echo()方法：
package com.zhouyu.reflect;
import java.lang.reflect.*;
public class InvokeTester
{
public int add(int num1,int num2)
{
return num1 + num2;
}
public String echo(String message)
{
return "hello" + message;
}
public static void main(String[] args) throws Exception
{
/*
//传统方式
InvokeTester invokeTester = new InvokeTester();
System.out.println(invokeTester.add(1,2));
System.out.println(invokeTester.echo("Tom"));
*/
//反射方式
Class<?> classType = InvokeTester.class;
Object invokeTester = classType.newInstance();
Method addMethod = classType.getMethod("add",new Class[]{int.class,int.class});
Object result = addMethod.invoke(invokeTester,new Object[]{1,2});
System.out.println((Integer)result);
Method echoMethod = classType.getMethod("echo",new Class[]{String.class});
Object resultStr = echoMethod.invoke(invokeTester,new Object[]{"Tom"});
System.out.println((String)resultStr);
}
}
Method类的invoke(Objectobj,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。
若想通过类的不带参数的构造方法来生成对象，我们有两种方式：
1. 先获取Class对象，然后通过该Class对象的newInstance()方法直接生成即可：
Class<?> classType = String.class;
Object obj = classType.newInstance();
2. 先获得Class对象，然后通过该对象获得对应的Constructor对象，再通过该Constructor对象的newInstance()方法生成：
Class<?> classType = Customer.class;
Constructor cons = classType.getConstructor(new Class[]{});
Object obj = cons.newInstance(new Object[]{});
若想通过类的带参数的构造方法生成对象，只能使用下面这一种方式：
Class<?> classType = Customer.class;
Constructor cons = classType.getConstructor(newClass[]{String.class,int.class});
Object obj = cons.newInstance(new Object[]{“hello”,3});
实例
package com.zhouyu.reflect;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
public class ReflectTester
{
//该方法实现对Customer对象的拷贝操作
public Object copy(Object object)
{
Object objectCopy = null;
try
{
Class<?> classType = object.getClass();
/*
//不带参数的第一种方法
Object obj = classType.newInstance();
*/
//不带参数的第二种方法
Constructor cons = classType.getConstructor(new Class[]{});
objectCopy = cons.newInstance(new Object[]{});
/*
//带参数的
Constructor cons2 = classType.getConstructor(new Class[]{String.class,int.class});
Object obj3 = cons2.newInstance(new Object[]{"Tom",32});
System.out.println(obj);
System.out.println(obj2);
System.out.println(obj3);
*/
// 获得对象的所有成员变量
Field[] fields = classType.getDeclaredFields();
for (Field field : fields)
{
String name = field.getName();
String firstLetter = name.substring(0, 1).toUpperCase();// 将属性的首字母转换为大写
String getMethodName = "get" + firstLetter + name.substring(1);
String setMethodName = "set" + firstLetter + name.substring(1);
Method getMethod = classType.getMethod(getMethodName,
new Class[] {});
Method setMethod = classType.getMethod(setMethodName,
new Class[] { field.getType() });
Object value = getMethod.invoke(object, new Object[] {});
setMethod.invoke(objectCopy, new Object[] { value });
}
}
catch (Exception e)
{
System.out.println(e.toString());
}
return objectCopy;
}
public static void main(String[] args)
{
Customer customer = new Customer("Tom", 20);
customer.setId(1L);
ReflectTester test = new ReflectTester();
Customer customer2 = (Customer) test.copy(customer);
System.out.println(customer2.getId() + "," + customer2.getName() + ","
+ customer2.getAge());
}
}
class Customer
{
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;
}
}
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。
实例
package com.zhouyu.reflect;
import java.lang.reflect.Array;
public class ArrayTester1
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
Class<?> classType = Class.forName("java.lang.String");
Object array = Array.newInstance(classType, 10);
Array.set(array, 5, "hello");
String str = (String)Array.get(array, 5);
System.out.println(str);
}
}