【Java】【反射】__Java

1.Java的反射機制的概念：

在Java運行時環境中，對於任意一個類，能否知道這個類的哪些屬性和方法。對於任意一個對象，能否調用它的任意一個方法。答案是肯定的。這種動態擷取類的資訊以及動態調用對象的方法的功能來自於Java語言的反射（Reflection）機制。
Reflection是Java被視為動態（准動態）語言的一個關鍵性質。這個機制允許程式在運行時透過Reflection APIs取得任何一個已知名稱的class的內部資訊，包括modifiers（諸如static、public等等）、superclass（例如Object）、實現interfaces（例如Serializable），也包括fields和methods的所有資訊，並可於運行時改變fields內容或調用methods。

一般而言，開發人員社群說到動態語言，大致認同一個定義是：“程式運行時，允許改變程式結構或變數類型，這種語言稱為動態語言”。從這個觀點看，Perl、Python、Ruby是動態語言，C++、Java、C#不是動態語言。

儘管在這樣的定義與分類下Java不是動態語言，它卻有著一個非常突出的動態相關機制：Reflection。這個字的意思是“反射、映像、倒影”，用在Java身上指的是我們可以於運行時載入、探知、使用編譯期間完全未知的classes。換句話說，Java程式可以載入一個運行時才得知名稱的class，獲悉其完整構造（但不包括methods的定義），並產生其對象實體、或對其fields設值、或喚起其methods。這種“看透class”的能力（the ability of the program to examine itself）被稱為introspection（內省、內觀、反省）。Reflection和introspection是常被並提的兩個術語。


2.Java反射機制主要提供了以下功能： (1)在運行時判斷任意一個對象所屬的類； (2)在運行時構造任意一個類的對象； (3)在運行時判斷任意一個類所具有的成員變數和方法； (4)在運行時調用任意一個對象的方法。


3.Java Reflection APIs 簡介： 在JDK中，主要由以下類來實現Java反射機制，這些類都位於java.lang.reflect包中 –Class類：代表一個類 –Field類：代表類的成員變數（成員變數也成為類屬性） –Method類：代表類的方法 –Constructor類：代表類的構造方法 –Array類：提供動態建立數組，以及訪問數組的元素的靜態方法
Java中，無論產生某個類的多少個對象，這些對象都會對應於同一個Class對象。
兩個例子程式：

<span style="font-family:Comic Sans MS;font-size:18px;">import java.lang.reflect.Method;public class DumpMethods {public static void main(String[] args) throws Exception{//Class對象描述了某個特定的類對象Class<?> classType = Class.forName("java.lang.String");//通過反射擷取到所有的方法Method[] methods = classType.getDeclaredMethods();//列印所有的方法for(Method m : methods){System.out.println(m);}}}</span>

<span style="font-family:Comic Sans MS;font-size:18px;">import java.lang.reflect.Method;public class InvokeTester {public int add(int parm1, int parm2) {return parm1 + parm2;}public String echo(String message) {return "hello:" + message;}public static void main(String[] args) throws Exception {// InvokeTester test = new InvokeTester();// System.out.println(test.add(1, 2));// System.out.println(test.echo("Java"));Class<?> classType = InvokeTester.class;//通過反射產生一個InvokeTester類型的對象Object o = classType.newInstance();//通過反射擷取到add方法Method addMethod = classType.getMethod("add", new Class[] { int.class,int.class });//調用對象的add方法並把參數傳進去System.out.println(addMethod.invoke(o,new Object[]{1,2}));//通過反射擷取到echo方法Method echoMethod = classType.getMethod("echo", new Class[]{String.class});//調用對象的echo方法並把參數傳進去System.out.println(echoMethod.invoke(o, new Object[]{"Java"}));}}</span>

要想使用反射，首先需要獲得待處理類或對象所對應的Class對象。
擷取某個類或對象所對應的Class對象的3種方式： 1）使用Class類的靜態方法forName，如Class.forName("java.lang.String"); 2）使用.class文法，如String.class; 3）使用對象的getClass方法，如String s = "abc"; Class<?> classType = s.getClass();
若想通過類的不帶參數的構造方法來產生對象，我們有兩種方式： 1）先獲得Class對象，然後通過該Class對象的newInstance方法直接獲得即可。如 Class<?> classType = String.class;  Object o = classType.newInstance(); 2）先獲得Class對象，然後通過該Class對象獲得所對應的Constructor對象，再通過該Constructor對象的newInstance方法產生。如 Class<?> classType = Customer.class; Constructor constructor  =classType.getConstructor(new Class[]{}); Object o1 = constructor.newInstance(new Object[]{});
若想通過類的帶參數的構造方法來產生對象，只能使用下面這種方式： Class<?> classType = Customer.class;
Constructor constructor2  = classType.getConstructor(new Class[]{String.class,int.class});
Object o2 = constructor.newInstance(new Object[]{"張三",20});

稍完整一點的樣本：

<span style="font-family:Comic Sans MS;font-size:18px;">import java.lang.reflect.Field;import java.lang.reflect.Method;public class ReflectTest {// 該方法實現對Customer的拷貝public static Object copy(Object object) throws Exception {Class<?> classType = object.getClass();Object objectCopy = classType.getConstructor(new Class[] {}).newInstance(new Object[] {});Field[] fields = classType.getDeclaredFields();for (Field field : fields) {String name = field.getName();String firstLetter = name.substring(0, 1).toUpperCase();// 將屬性的首字母轉換為大寫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 });}return objectCopy;}public static void main(String[] args) throws Exception {Customer c = new Customer("Tom", 20);c.setId(1L);Object o = copy(c);Customer customerCopy = (Customer) o;System.out.println(customerCopy.getId() + "," + customerCopy.getName()+ "," + customerCopy.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;}}</span>

Java.lang.Array類提供了動態建立和訪問數組元素的各種靜態方法。 第一個樣本：

<span style="font-family:Comic Sans MS;font-size:18px;">import java.lang.reflect.Array;public class ArrayTester {public static void main(String[] args) {Class<?> classType = String.class;Object array = Array.newInstance(classType, 10);Array.set(array, 5, "hello");String s = (String) Array.get(array, 5);System.out.println(s);}}</span>

第二個樣本： Integer.TYPE 返回的是int所對應的Class對象
Integer.class 返回的是Integer所對應的Class對象

<span style="font-family:Comic Sans MS;font-size:18px;">import java.lang.reflect.Array;public class ArrayTester2 {public static void main(String[] args) {int[] dims = new int[]{5,10,15};Object array = Array.newInstance(Integer.TYPE, dims);Object arrayObj = Array.get(array, 3);//Class<?> classType = arrayObj.getClass().getComponentType();////System.out.println(classType);arrayObj = Array.get(arrayObj, 5);Array.set(arrayObj, 10, 37);int[][][] arrayCast = (int[][][]) array;System.out.println(arrayCast[3][5][10]);}}</span>