深入浅析Java反射机制

Java反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为Java语言的反射机制。反射的概念是由Smith在1982年首次提出的，主要是指程序可以访问、检测和修改它本身状态或行为的一种能力。这一概念的提出很快引发了计算机科学领域关于应用反射性的研究。它首先被程序语言的设计领域所采用,并在Lisp和面向对象方面取得了成绩。当然反射本身并不是一个新概念，它可能会使我们联想到光学中的反射概念，尽管计算机科学赋予了反射概念新的含义，但是，从现象上来说，它们确实有某些相通之处，这些有助于我们的理解。

      Java反射机制主要提供下面几种用途：

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

首先看一个简单的例子，通过这个例子来理解Java的反射机制是如何工作的。

package com.wanggc.reflection;
import java.lang.reflect.Method;
/**
 * Java 反射练习。
 * 
 * @author Wanggc
 */
public class ForNameTest {
  /**
   * 入口函数。
   * 
   * @param args
   *      参数
   * @throws Exception
   *       错误信息
   */
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    // 获得Class
    Class<?> cls = Class.forName(args[0]);
    // 通过Class获得所对应对象的方法
    Method[] methods = cls.getMethods();
    // 输出每个方法名
    for (Method method : methods) {
      System.out.println(method);
    }
  }
}

      当传入的参数是java.lang.String时，会输出如下结果

public boolean java.lang.String.equals(java.lang.Object)
public java.lang.String java.lang.String.toString()
public int java.lang.String.hashCode()
public int java.lang.String.compareTo(java.lang.String)
public int java.lang.String.compareTo(java.lang.Object)
public int java.lang.String.indexOf(int)
public int java.lang.String.indexOf(int,int)
public int java.lang.String.indexOf(java.lang.String)
public int java.lang.String.indexOf(java.lang.String,int)
public static java.lang.String java.lang.String.valueOf(int)
public static java.lang.String java.lang.String.valueOf(char)
public static java.lang.String java.lang.String.valueOf(boolean)
public static java.lang.String java.lang.String.valueOf(float)
public static java.lang.String java.lang.String.valueOf(char[],int,int)
public static java.lang.String java.lang.String.valueOf(double)
public static java.lang.String java.lang.String.valueOf(char[])
public static java.lang.String java.lang.String.valueOf(java.lang.Object)
public static java.lang.String java.lang.String.valueOf(long)
public char java.lang.String.charAt(int)
public int java.lang.String.codePointAt(int)
public int java.lang.String.codePointBefore(int)
public int java.lang.String.codePointCount(int,int)
public int java.lang.String.compareToIgnoreCase(java.lang.String)
public java.lang.String java.lang.String.concat(java.lang.String)
public boolean java.lang.String.contains(java.lang.CharSequence)
public boolean java.lang.String.contentEquals(java.lang.CharSequence)
public boolean java.lang.String.contentEquals(java.lang.StringBuffer)
public static java.lang.String java.lang.String.copyValueOf(char[])
public static java.lang.String java.lang.String.copyValueOf(char[],int)
public boolean java.lang.String.endsWith(java.lang.String)
public boolean java.lang.String.equalsIgnoreCase(java.lang.String)
public static java.lang.String java.lang.String.format(java.lang.String,java.lang.Object[])
public static java.lang.String java.lang.String.format(java.util.Locale,java.lang.String,java.lang.Object[])
public byte[] java.lang.String.getBytes(java.lang.String) throws java.io.UnsupportedEncodingException
public void java.lang.String.getBytes(int,byte[],int)
public byte[] java.lang.String.getBytes()
public byte[] java.lang.String.getBytes(java.nio.charset.Charset)
public void java.lang.String.getChars(int,char[],int)
public native java.lang.String java.lang.String.intern()
public boolean java.lang.String.isEmpty()
public int java.lang.String.lastIndexOf(java.lang.String)
public int java.lang.String.lastIndexOf(int,int)
public int java.lang.String.lastIndexOf(int)
public int java.lang.String.lastIndexOf(java.lang.String,int)
public int java.lang.String.length()
public boolean java.lang.String.matches(java.lang.String)
public int java.lang.String.offsetByCodePoints(int,int)
public boolean java.lang.String.regionMatches(boolean,int)
public boolean java.lang.String.regionMatches(int,int)
public java.lang.String java.lang.String.replace(java.lang.CharSequence,java.lang.CharSequence)
public java.lang.String java.lang.String.replace(char,char)
public java.lang.String java.lang.String.replaceAll(java.lang.String,java.lang.String)
public java.lang.String java.lang.String.replaceFirst(java.lang.String,java.lang.String)
public java.lang.String[] java.lang.String.split(java.lang.String)
public java.lang.String[] java.lang.String.split(java.lang.String,int)
public boolean java.lang.String.startsWith(java.lang.String)
public boolean java.lang.String.startsWith(java.lang.String,int)
public java.lang.CharSequence java.lang.String.subSequence(int,int)
public java.lang.String java.lang.String.substring(int)
public java.lang.String java.lang.String.substring(int,int)
public char[] java.lang.String.toCharArray()
public java.lang.String java.lang.String.toLowerCase()
public java.lang.String java.lang.String.toLowerCase(java.util.Locale)
public java.lang.String java.lang.String.toUpperCase()
public java.lang.String java.lang.String.toUpperCase(java.util.Locale)
public java.lang.String java.lang.String.trim()
public final native void java.lang.Object.wait(long) throws java.lang.InterruptedException
public final void java.lang.Object.wait() throws java.lang.InterruptedException
public final void java.lang.Object.wait(long,int) throws java.lang.InterruptedException
public final native java.lang.Class java.lang.Object.getClass()
public final native void java.lang.Object.notify()
public final native void java.lang.Object.notifyAll()

      这样就列出了java.lang.String类的所有方法名、及其限制符、返回类型及抛出的异常。这个程序使用Class类forName方法载入指定的类，然后调用getMethods方法返回指定类的方法列表。java.lang.reflect.Method用来表述某个类中的单一方法。

      使用java的反射机制，一般需要遵循三步：

获得你想操作类的Class对象
通过第一步获得的Class对象去取得操作类的方法或是属性名
操作第二步取得的方法或是属性

     Java运行的时候，某个类无论生成多少个对象，他们都会对应同一个Class对象，它表示正在运行程序中的类和接口。如何取得操作类的Class对象，常用的有三种方式：

调用Class的静态方法forName，如上例；

使用类的.class语法，如：Class<?> cls = String.class；
调用对象的getClass方法，如：String str = "abc"；Class<?> cls = str .getClass()；

      下面将通过实例讲述如何通过前面所诉的三步来执行某对象的某个方法：

 package com.wanggc.reflection;
 import java.lang.reflect.Method;
 /**
  * Java 反射练习。
  * 
  * @author Wanggc
  */
 public class ReflectionTest {
   public static void main(String[] args) throws Exception {
     DisPlay disPlay = new DisPlay();
     // 获得Class
     Class<?> cls = disPlay.getClass();
     // 通过Class获得DisPlay类的show方法
     Method method = cls.getMethod("show",String.class);
     // 调用show方法
     method.invoke(disPlay,"Wanggc");
   }
 }
 class DisPlay {
   public void show(String name) {
     System.out.println("Hello :" + name);
   }
 }

      前面说过，Java程序的每个类都会有个Class对象与之对应。Java反射的第一步就是获得这个Class对象，如代码14行。当然，每个类的方法也必有一个Method对象与之对应。要通过反射的方式调用这个方法，就要首先获得这个方法的Method对象,如代码16行，然后用Method对象反过来调用这个方法，如代码18行。注意16行getMethod方法的第一个参数是方法名，第二个是此方法的参数类型，如果是多个参数，接着添加参数就可以了，因为getMethod是可变参数方法。执行18行代码的invoke方法，其实也就是执行show方法，注意invoke的第一个参数，是DisPlay类的一个对象，也就是调用DisPlay类哪个对象的show方法，第二个参数是给show方法传递的参数。类型和个数一定要与16行的getMethod方法一直。

（编辑：安卓应用网）

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