Reflection：Java反射机制基础

反射机制是什么

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

反射机制能做什么

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

反射机制的相关API

通过一个对象获得完整的包名和类名

    @Test
    public void getReflectionName() {
        String str = new String();
        System.out.println(str.getClass().getName()); // java.lang.String
        System.out.println(str.getClass().getSimpleName()); // String
    }

实例化Class类对象(三种方式)

    @Test
    public void getInitClazz() {

        try {
            // 方式一：
            Class<?> clazz_1 = Class.forName("java.lang.String");
            // 方式二：
            Class<?> clazz_2 = new String().getClass();
            // 方式三：
            Class<?> clazz_3 = String.class;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

获取一个对象的父类与实现的接口

    @Test
    public void getParentAndIntefaces() {

        try {
            Class<?> clazz = Class.forName("java.lang.String");
            // 取得父类
            Class<?> parentClass = clazz.getSuperclass();
            System.out.println("clazz的父类为：" + parentClass.getName());// clazz的父类为： java.lang.Object
            
            // 获取所有的接口
            Class<?> intes[] = clazz.getInterfaces();
            System.out.println("clazz实现的接口有：");
            for (int i = 0; i < intes.length; i++) {
                System.out.println((i + 1) + "：" + intes[i].getName());
            }

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

通过反射获取属性

    @Test
    public void getFieldsByReflect() {

        try {
                Class<?> clazz = String.class ;
                // 取得本类的全部属性
                Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields(); 
                // 取得实现的接口或者父类的属性
                Field[] fields = clazz.getFields();
                
                //遍历本类属性
                for (Field field : declaredFields) {
                    // 权限修饰符
                    int mo = field.getModifiers();
                    String priv = Modifier.toString(mo);
                    // 属性类型
                    Class<?> type = field.getType();
                    System.out.println(priv + " " + type.getName() + " " + field.getName() + ";");
                }
                
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

通过反射获取方法函数

    @Test
    public void getMethodsByReflect() {

        try {
            Class<?> clazz = String.class ;
            // 类的所有公用（public）方法包括其继承类的公用方法，当然也包括它所实现接口的方法
            Method[] methods = clazz.getMethods();
            // 类或接口声明的所有方法，包括公共、保护、默认（包）访问和私有方法，但不包括继承的方法。当然也包括它所实现接口的方法
            Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
            
            //遍历本类属性
            for (Method method : methods) {
                // 权限修饰符
                int mo = method.getModifiers();
                String priv = Modifier.toString(mo);
                //返回值
                Class<?> returnType = method.getReturnType();
                //方法名
                String methodName = method.getName();
                //方法参数类型
                Class<?>[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
                //抛出的异常
                Class<?>[] exceptionTypes = method.getExceptionTypes();
            }
            
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    }

通过反射获取构造方法

    @Test
    public void getConstructorsByReflect() {

        try {
            Class<?> clazz = Class.forName("java.lang.String");
            
            //获取构造方法
            Constructor<?>[] constructors = clazz.getConstructors();
            for (Constructor constructor : constructors) {
                
                //获取构造方法的参数
                Class[] parameterTypes = constructor.getParameterTypes();
                for (Class clazzType : parameterTypes) {
                    System.out.print(clazzType.getSimpleName() + "   ");
                }
                System.out.println();
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

通过反射机制设置属性

    @Test
    public void oprFieldsByReflect() {

        try {
            
            Class<?> clazz = Class.forName("java.lang.String");
            //实例化对象
            String str = new String("String");
            //可以直接对 private 的属性赋值
            Field field = clazz.getDeclaredField("hash");
            //改变属性
            field.setAccessible(true);
            //调用映射属性
            field.set(str, 0);
            
            System.out.println(field.get(str));
            
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

通过反射机制调用方法

    @Test
    public void oprMethodsByReflect() {

        try {
            Class<?> clazz = Class.forName("java.lang.String");
            //实例化一个对象
            String str = new String("String");
            //反射出一个方法
            Method method =  clazz.getMethod("startsWith", String.class);
            //调用映射方法
            Object result = method.invoke(str, "Str");
            
            System.out.println(result);
            
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

实例应用

在泛型为Integer的ArrayList中存放一个String类型的对象

    /**
     * 在泛型为Integer的ArrayList中存放一个String类型的对象
     * @throws Exception
     */
    @Test
    public void test() throws Exception {
           ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
            Method method = list.getClass().getMethod("add", Object.class);
            method.invoke(list, "Java反射机制实例");
            System.out.println(list.get(0));
    }

通过反射取得并修改数组的信息

    /**
     * 通过反射取得并修改数组的信息
     * 
     * @throws Exception
     */
    @Test
    public void test() throws Exception {
        int[] temp = { 1, 2, 3, 4, 5 };
        Class<?> demo = temp.getClass().getComponentType();
        
        System.out.println("数组类型： " + demo.getName());
        
        System.out.println("数组长度  " + Array.getLength(temp));
        
        System.out.println("数组的第一个元素: " + Array.get(temp, 0));
        
        Array.set(temp, 0, 100);
        System.out.println("修改之后数组第一个元素为： " + Array.get(temp, 0));
    }

通过反射机制修改数组的大小

   /**
     * 通过反射机制修改数组的大小
     * 
     * @throws Exception
     */
    @Test
    public void test() throws Exception {

        int[] temp = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
        int[] newTemp = (int[]) arrayInc(temp, 15);
        print(newTemp);
        String[] atr = { "a", "b", "c" };
        String[] str1 = (String[]) arrayInc(atr, 8);
        print(str1);
    }

    // 修改数组大小
    private static Object arrayInc(Object obj, int len) {
        Class<?> arr = obj.getClass().getComponentType();
        Object newArr = Array.newInstance(arr, len);
        int co = Array.getLength(obj);
        System.arraycopy(obj, 0, newArr, 0, co);
        return newArr;
    }

    // 打印
    private static void print(Object obj) {
        Class<?> c = obj.getClass();
        if (!c.isArray()) {
            return;
        }
        System.out.println("数组长度为： " + Array.getLength(obj));
        for (int i = 0; i < Array.getLength(obj); i++) {
            System.out.print(Array.get(obj, i) + " ");
        }
        System.out.println();
    }