玩轉java（2）— 泛型type體系與反射

一、Type類型

Type是Java程式設計語言中所有類型的普通的父介面。這些類型包括原生類型（raw types），參數化型別（parameterized types），數群組類型（array types），類型變數（type variables）和 原始類型（primitive types）。我們一般不直接操作Type類型，但瞭解一下Type類型的階層還是有必要的。

1、Type階層

2、Class，Method和Field的繼承體系

二、Type與反射

反射機制允許程式在運行時取得任何一個已知名稱的class的內部資訊，容許程式在運行時載入、探知、使用編譯期間未知的class。即Java的反射機制可以載入一個運行時才得知名稱的class，獲得其完整結構。

1、反射的基礎：Class

在程式運行期間，Java運行時系統始終為所有的對象維護一個被稱為運行時的類型標識。這個資訊儲存著每個對象所屬的類足跡。虛擬機器利用運行時資訊選擇相應的方法執行。然而，可以通過專門的Java類訪問這些資訊。儲存這些資訊的類稱為Class，泛型形式為Class<T>。Class是反射機制的基礎，反射API通過操作Class來擷取其完整結構。

擷取Class的常用方式：

調用getClass()（Object類中的getClass()方法返回一個Class類型的執行個體）	Boolean var1 = true;Class<?> classType2 = var1.getClass();System.out.println(classType2);輸出：class java.lang.Boolean
運用T.class 文法(T是任意的Java類型)	Class<?> classType4 = Boolean.class;System.out.println(classType4);輸出：class java.lang.Boolean
運用static method Class.forName()（使用時應該提供異常處理器）	Class<?> classType5 = Class.forName("java.lang.Boolean");System.out.println(classType5);輸出：class java.lang.Boolean
運用primitive wrapper classes的TYPE 文法（這裡返回的是原生類型,和Boolean.class返回的不同）	Class<?> classType3 = Boolean.TYPE;System.out.println(classType3);輸出：boolean

註：一個Class對象實際上表示的是一個類型，而這個類型未必一定是一種類。例如，int不是類，但int.class是一個Class類型的對象。虛擬機器為每個類型管理一個Class對象。因此，可以用==運算子實現兩個類對象比較的操作。 Class常用的方法：

方法	說明	例子
getName()	返回類的名字	String.class.getName(); 返回： "java.lang.String"
newInstance()	快速地建立一個類的執行個體（調用預設構造器，如果該類沒有預設構造器，拋出異常）（如果要為構造器提供參數，使java.lang.reflect.Constructor中的newInstance方法）	String s = "java.util.Date"; Object m = Class.forName(s).newInstance();
getSuperclass()	返回超類
getFields() getMethods() getConstructors()（還有帶字串參數，給定名稱的形式）	分別返回類支援的public域、方法和構造器數組，其中包括超類的公有成員
getDeclaredFields() getDeclaredMethods() getDeclaredConstructors()（還有給定名稱的形式）	分別返回類中聲明的全部域、方法和構造器數組。其中包括私人和保護成員，但不包括超類的成員

2、使用反射分析類

一個類主要由修飾符，域，構造器，方法組成，而 Field、Method、Constructor類，分別用於描述類的域、方法和構造器。另外java.lang.reflect包中的Modifier類可以分析存取修飾詞。那麼用它們就可以分析類。

分析類常用的方法：

類	方法	作用
Field Method Constructor	Class getDeclaringClass()	返回一個用於描述類中定義的構造器、方法或域的Class對象
String getName()	返回相應條目的名稱
int getModifiers()	返回整型數值，用不同的位開關描述存取修飾詞的使用狀況
Method Constructor	Class[] getExceptionTypes()	返回一個用於描述方法拋出的異常類型的Class對象數組
Class[] getParameterTypes()	返回一個用於描述參數類型的Class對象數組
Field	Class getType()	用於返回描述域所屬類型的Class類型對象
Modifier	static String toString(int modifiers)	返回對應modifiers位設定的修飾符的字串表示
Static boolean isXXX(int modifiers)	檢測方法名中對應的修飾符在modifiers中的值

存取權限問題：

由於反射機制的預設行為受限於Java的存取控制，比如，訪問私人的方法，欄位，除非擁有存取權限，否則Java安全機制允許查看任意對象有哪些域，而不允許讀它們的值（讀取將拋異常）。然而如果一個Java程式沒有受到安全管理器的控制，就可以覆蓋存取控制。為了達到這個目的，就需要調用Field、Method、Constructor對象的setAccessible()方法。

函數	作用
void setAccessible(boolean flag)	為反射對象設定可訪問標誌，flag為true表明屏蔽Java語言的訪問檢查，使得對象的私人屬性也可以被查詢和設定
boolean isAccessible()	返回反射對象的可訪問標誌的值
static void setAccessible(AccessibleObject[] array, boolean flag)	一種設定對象數組可訪問標誌的快捷方法

3、一個經典的反射工具類

package study.java.core.util;import java.lang.reflect.Array;import java.lang.reflect.Constructor;import java.lang.reflect.Field;import java.lang.reflect.Method;/** * 反射工具類 * @author qbg * */public abstract class ReflectUtil {/** * 擷取某個對象的屬性 */public Object getProperty(Object owner,String fieldName) throws Exception {//1、得到該對象的Class。Class<?> ownerClass = owner.getClass();//2、通過Class得到類聲明的屬性。Field field = ownerClass.getField(fieldName);//3、通過對象得到該屬性的執行個體，如果這個屬性是私人的，這裡就會拋出IllegalAccessException。Object property = field.get(owner); //此處擷取的是對象的屬性，所以傳遞的是owner。return property;}/** * 擷取某個類的靜態屬性 */public Object getStaticProperty(String className,String fieldName) throws Exception{//1、得到該類的Class。Class<?> ownerClass = Class.forName(className);//2、通過Class得到類聲明的屬性。Field field = ownerClass.getField(fieldName);//3、由於擷取的是靜態屬性，此處傳遞的為Class，直接從Class中擷取靜態屬性。Object property = field.get(ownerClass); return property;}/** * 執行某對象的方法 */public Object invokeMethod(Object owner,String methodName,Object[] args) throws Exception{//1、擷取對象的Class。Class<?> ownerClass = owner.getClass();//2、組裝參數的Class數組，用於匹配Method的條件Class<?>[] argsClass = new Class<?>[args.length];for(int i=0; i<args.length; i++){argsClass[i] = args[i].getClass();}//3、通過Method名和參數的Class數組得到要執行的MethodMethod method = ownerClass.getMethod(methodName, argsClass);//4、調用invoke執行Method.由於執行的是對象的方法，此處傳遞的為owner。return method.invoke(owner, args);}/** * 執行類的靜態方法 */public Object invokeStaticMethod(String className,String methodName,Object[] args) throws Exception{//1、擷取類的Class。Class<?> ownerClass = Class.forName(className);//2、組裝參數的Class數組，用於匹配Method的條件Class<?>[] argsClass = new Class<?>[args.length];for(int i=0; i<args.length; i++){argsClass[i] = args[i].getClass();}//3、通過Method名和參數的Class數組得到要執行的MethodMethod method = ownerClass.getMethod(methodName, argsClass);//4、調用invoke執行Method.由於執行的是類的靜態方法，不需要藉助對象執行個體，此處傳遞的為null。return method.invoke(null, args);}/** * 建立執行個體。調用帶參建構函式。 */public Object newInstance(String className,Object[] args) throws Exception{//1、擷取要構造執行個體的ClassClass<?> newOneClass = Class.forName(className);//2、得到參數的Class數組Class<?>[] argsClass = new Class<?>[args.length];for(int i=0; i<args.length; i++){argsClass[i] = args[i].getClass(); }//3、得到構造器Constructor<?> ctor = newOneClass.getConstructor(argsClass);//4、建立執行個體return ctor.newInstance(args);}/** * 判斷是否為某個類的執行個體 */public boolean isInstance(Object obj,Class<?> clazz){return clazz.isInstance(obj);}/** * 得到數組中的某個元素 */public Object getByArray(Object array,int index){return Array.get(array, index);}}