Reflection是Java 程式開發語言的特徵之一，它允許運行中的 Java 程式對自身進行檢查，或者說"自審"，並能直接操作程式的內部屬性。例如，使用它能獲得 Java 類中各成員的名稱並顯示出來。
Java 的這一能力在實際應用中也許用得不是很多，但是在其它的程式設計語言中根本就不存在這一特性。例如，Pascal、C 或者 C++ 中就沒有辦法在程式中獲得函數定義相關的資訊。
JavaBean 是 reflection 的實際應用之一，它能讓一些工具可視化的操作軟體組件。這些工具通過 reflection 動態載入並取得 Java 組件（類） 的屬性。
1. 一個簡單的例子
考慮下面這個簡單的例子，讓我們看看 reflection 是如何工作的。
import java.lang.reflect.*;
public class DumpMethods {
public static void main(String args[]) {
try {
Class c = Class.forName(args[0]);
Method m[] = c.getDeclaredMethods();
for (int i = 0; i < m.length; i++)
System.out.println(m[i].toString());
} catch (Throwable e) {
System.err.println(e);
}
}
}
|
按如下語句執行：
java DumpMethods java.util.Stack
它的結果輸出為：
public java.lang.Object java.util.Stack.push(java.lang.Object)
public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.pop()
public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.peek()
public boolean java.util.Stack.empty()
public synchronized int java.util.Stack.search(java.lang.Object) |
這樣就列出了java.util.Stack 類的各方法名以及它們的限制符和傳回型別。
這個程式使用 Class.forName 載入指定的類，然後調用 getDeclaredMethods 來擷取這個類中定義了的方法列表。java.lang.reflect.Methods 是用來描述某個類中單個方法的一個類。
2.開始使用 Reflection
用於 reflection 的類，如 Method，可以在 java.lang.relfect 包中找到。使用這些類的時候必須要遵循三個步驟：第一步是獲得你想操作的類的 java.lang.Class 對象。在運行中的 Java 程式中，用 java.lang.Class 類來描述類和介面等。
下面就是獲得一個 Class 對象的方法之一：
Class c = Class.forName（"java.lang.String"）；
這條語句得到一個 String 類的類對象。還有另一種方法，如下面的語句：
Class c = int.class；
或者
Class c = Integer.TYPE；
它們可獲得基本類型的類資訊。其中後一種方法中訪問的是基本類型的封裝類 （如 Integer） 中預先定義好的 TYPE 欄位。
第二步是調用諸如 getDeclaredMethods 的方法，以取得該類中定義的所有方法的列表。
一旦取得這個資訊，就可以進行第三步了——使用 reflection API 來操作這些資訊，如下面這段代碼：
Class c = Class.forName（"java.lang.String"）；
Method m[] = c.getDeclaredMethods（）；
System.out.println（m[0].toString（））；
它將以文本方式列印出 String 中定義的第一個方法的原型。
在下面的例子中，這三個步驟將為使用 reflection 處理特殊應用程式提供例證。
類比 instanceof 操作符
得到類資訊之後，通常下一個步驟就是解決關於 Class 對象的一些基本的問題。例如，Class.isInstance 方法可以用於類比 instanceof 操作符：
class A {
}
public class instance1 {
public static void main(String args[]) {
try {
Class cls = Class.forName("A");
boolean b1 = cls.isInstance(new Integer(37));
System.out.println(b1);
boolean b2 = cls.isInstance(new A());
System.out.println(b2);
} catch (Throwable e) {
System.err.println(e);
}
}
} |
在這個例子中建立了一個 A 類的 Class 對象，然後檢查一些對象是否是 A 的執行個體。Integer（37） 不是，但 new A（）是。
3.找出類的方法
找出一個類中定義了些什麼方法，這是一個非常有價值也非常基礎的 reflection 用法。下面的代碼就實現了這一用法：
import java.lang.reflect.*;
public class method1 {
private int f1(Object p, int x) throws NullPointerException {
if (p == null)
throw new NullPointerException();
return x;
}
public static void main(String args[]) {
try {
Class cls = Class.forName("method1");
Method methlist[] = cls.getDeclaredMethods();
for (int i = 0; i < methlist.length; i++) {
Method m = methlist[i];
System.out.println("name = " + m.getName());
System.out.println("decl class = " + m.getDeclaringClass());
Class pvec[] = m.getParameterTypes();
for (int j = 0; j < pvec.length; j++)
System.out.println("param #" + j + " " + pvec[j]);
Class evec[] = m.getExceptionTypes();
for (int j = 0; j < evec.length; j++)
System.out.println("exc #" + j + " " + evec[j]);
System.out.println("return type = " + m.getReturnType());
System.out.println("-----");
}
} catch (Throwable e) {
System.err.println(e);
}
}
}
|
這個程式首先取得 method1 類的描述，然後調用 getDeclaredMethods 來擷取一系列的 Method 對象，它們分別描述了定義在類中的每一個方法，包括 public 方法、protected 方法、package 方法和 private 方法等。如果你在程式中使用 getMethods 來代替 getDeclaredMethods，你還能獲得繼承來的各個方法的資訊。
取得了 Method 對象列表之後，要顯示這些方法的參數類型、異常類型和傳回值類型等就不難了。這些類型是基本類型還是類類型，都可以由描述類的對象按順序給出。
輸出的結果如下：
name = f1
decl class = class method1
param #0 class java.lang.Object
param #1 int
exc #0 class java.lang.NullPointerException
return type = int
-----
name = main
decl class = class method1
param #0 class [Ljava.lang.String;
return type = void
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4.擷取構造器資訊
擷取類構造器的用法與上述擷取方法的用法類似，如：
import java.lang.reflect.*;
public class constructor1 {
public constructor1() {
}
protected constructor1(int i, double d) {
}
public static void main(String args[]) {
try {
Class cls = Class.forName("constructor1");
Constructor ctorlist[] = cls.getDeclaredConstructors();
for (int i = 0; i < ctorlist.length; i++) {
Constructor ct = ctorlist[i];
System.out.println("name = " + ct.getName());
System.out.println("decl class = " + ct.getDeclaringClass());
Class pvec[] = ct.getParameterTypes();
for (int j = 0; j < pvec.length; j++)
System.out.println("param #" + j + " " + pvec[j]);
Class evec[] = ct.getExceptionTypes();
for (int j = 0; j < evec.length; j++)
System.out.println("exc #" + j + " " + evec[j]);
System.out.println("-----");
}
} catch (Throwable e) {
System.err.println(e);
}
}
} |
這個例子中沒能獲得傳回型別的相關資訊，那是因為構造器沒有傳回型別。
這個程式啟動並執行結果是：
name = constructor1
decl class = class constructor1
-----
name = constructor1
decl class = class constructor1
param #0 int
param #1 double
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5.擷取類的欄位（域）
找出一個類中定義了哪些資料欄位也是可能的，下面的代碼就在幹這個事情：
import java.lang.reflect.*;
public class field1 {
private double d;
public static final int i = 37;
String s = "testing";
public static void main(String args[]) {
try {
Class cls = Class.forName("field1");
Field fieldlist[] = cls.getDeclaredFields();
for (int i = 0; i < fieldlist.length; i++) {
Field fld = fieldlist[i];
System.out.println("name = " + fld.getName());
System.out.println("decl class = " + fld.getDeclaringClass());
System.out.println("type = " + fld.getType());
int mod = fld.getModifiers();
System.out.println("modifiers = " + Modifier.toString(mod));
System.out.println("-----");
}
} catch (Throwable e) {
System.err.println(e);
}
}
}
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這個例子和前面那個例子非常相似。例中使用了一個新東西 Modifier，它也是一個 reflection 類，用來描述欄位成員的修飾語，如“private int”。這些修飾語自身由整數描述，而且使用 Modifier.toString 來返回以“官方”順序排列的字串描述 （如“static”在“final”之前）。這個程式的輸出是：
name = d
decl class = class field1
type = double
modifiers = private
-----
name = i
decl class = class field1
type = int
modifiers = public static final
-----
name = s
decl class = class field1
type = class java.lang.String
modifiers =
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和擷取方法的情況一下，擷取欄位的時候也可以只取得在當前類中申明了的欄位資訊 （getDeclaredFields），或者也可以取得父類中定義的欄位 （getFields） .
6.根據方法的名稱來執行方法
文本到這裡，所舉的例子無一例外都與如何擷取類的資訊有關。我們也可以用 reflection 來做一些其它的事情，比如執行一個指定了名稱的方法。下面的樣本示範了這一操作：
import java.lang.reflect.*;
public class method2 {
public int add(int a, int b) {
return a + b;
}
public static void main(String args[]) {
try {
Class cls = Class.forName("method2");
Class partypes[] = new Class[2];
partypes[0] = Integer.TYPE;
partypes[1] = Integer.TYPE;
Method meth = cls.getMethod("add", partypes);
method2 methobj = new method2();
Object arglist[] = new Object[2];
arglist[0] = new Integer(37);
arglist[1] = new Integer(47);
Object retobj = meth.invoke(methobj, arglist);
Integer retval = (Integer) retobj;
System.out.println(retval.intValue());
} catch (Throwable e) {
System.err.println(e);
}
}
}
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假如一個程式在執行的某處的時候才知道需要執行某個方法，這個方法的名稱是在程式的運行過程中指定的 （例如，JavaBean 開發環境中就會做這樣的事），那麼上面的程式示範了如何做到。
上例中，getMethod用於尋找一個具有兩個整型參數且名為 add 的方法。找到該方法並建立了相應的Method 對象之後，在正確的對象執行個體中執行它。執行該方法的時候，需要提供一個參數列表，這在上例中是分別封裝了整數 37 和 47 的兩個 Integer 對象。執行方法的返回的同樣是一個 Integer 對象，它封裝了傳回值 84.
7.建立新的對象
對於構造器，則不能像執行方法那樣進行，因為執行一個構造器就意味著建立了一個新的對象 （準確的說，建立一個對象的過程包括分配記憶體和構造對象）。所以，與上例最相似的例子如下：
import java.lang.reflect.*;
public class constructor2 {
public constructor2() {
}
public constructor2(int a, int b) {
System.out.println("a = " + a + " b = " + b);
}
public static void main(String args[]) {
try {
Class cls = Class.forName("constructor2");
Class partypes[] = new Class[2];
partypes[0] = Integer.TYPE;
partypes[1] = Integer.TYPE;
Constructor ct = cls.getConstructor(partypes);
Object arglist[] = new Object[2];
arglist[0] = new Integer(37);
arglist[1] = new Integer(47);
Object retobj = ct.newInstance(arglist);
} catch (Throwable e) {
System.err.println(e);
}
}
} |
根據指定的參數類型找到相應的建構函式並執行它，以建立一個新的對象執行個體。使用這種方法可以在程式運行時動態地建立對象，而不是在編譯的時候建立對象，這一點非常有價值。
8.改變欄位（域）的值
reflection 的還有一個用處就是改變對象資料欄位的值。reflection 可以從正在啟動並執行程式中根據名稱找到對象的欄位並改變它，下面的例子可以說明這一點：
import java.lang.reflect.*;
public class field2 {
public double d;
public static void main(String args[]) {
try {
Class cls = Class.forName("field2");
Field fld = cls.getField("d");
field2 f2obj = new field2();
System.out.println("d = " + f2obj.d);
fld.setDouble(f2obj, 12.34);
System.out.println("d = " + f2obj.d);
} catch (Throwable e) {
System.err.println(e);
}
}
} |
這個例子中，欄位 d 的值被變為了 12.34.
9.使用數組
本文介紹的 reflection 的最後一種用法是建立的運算元組。數組在 Java 語言中是一種特殊的類類型，一個數組的引用可以賦給 Object 引用。觀察下面的例子看看數組是怎麼工作的：
import java.lang.reflect.*;
public class array1 {
public static void main(String args[]) {
try {
Class cls = Class.forName("java.lang.String");
Object arr = Array.newInstance(cls, 10);
Array.set(arr, 5, "this is a test");
String s = (String) Array.get(arr, 5);
System.out.println(s);
} catch (Throwable e) {
System.err.println(e);
}
}
} |
例中建立了 10 個單位長度的 String 數組，為第 5 個位置的字串賦了值，最後將這個字串從數組中取得並列印了出來。
下面這段代碼提供了一個更複雜的例子：
import java.lang.reflect.*;
public class array2 {
public static void main(String args[]) {
int dims[] = new int[]{5, 10, 15};
Object arr = Array.newInstance(Integer.TYPE, dims);
Object arrobj = Array.get(arr, 3);
Class cls = arrobj.getClass().getComponentType();
System.out.println(cls);
arrobj = Array.get(arrobj, 5);
Array.setInt(arrobj, 10, 37);
int arrcast[][][] = (int[][][]) arr;
System.out.println(arrcast[3][5][10]);
}
} |
例中建立了一個 5 x 10 x 15 的整型數組，並為處於 [3][5][10] 的元素賦了值為 37.注意，多維陣列實際上就是數組的數組，例如，第一個 Array.get 之後，arrobj 是一個 10 x 15 的數組。進而取得其中的一個元素，即長度為 15 的數組，並使用 Array.setInt 為它的第 10 個元素賦值。
注意建立數組時的類型是動態，在編譯時間並不知道其類型。
