Java學習之反射機制及應用情境

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前言：

      最近公司進行中業務組件化進程，其中的路由實現用到了Java的反射機制，既然用到了就想著好好學習總結一下，其實無論是之前的EventBus 2.x版本還是Retrofit、早期的View註解架構都或多或少的用到Java的反射機制。以下是自己使用反射的兩個地方，感興趣的同學可以看下：Android okHttp網路請求之Json解析，Android業務組件化之子模組SubModule的拆分以及它們之間的路由Router實現。

什麼是Java反射機制？

     JAVA反射機制是在運行狀態中，對於任意一個類，都能夠知道這個類的所有屬性和方法；對於任意一個對象，都能夠調用它的任意一個方法；這種動態擷取的以及動態調用對象的方法的功能稱為Java的反射機制。

反射機制提供了哪些功能？

• 在運行時判定任意一個對象所屬的類

• 在運行時構造任意一個類的對象；

• 在運行時判定任意一個類所具有的成員變數和方法；

• 在運行時調用任意一個對象的方法；

• 產生動態代理；

Java反射機制類：

java.lang.Class; //類               java.lang.reflect.Constructor;//構造方法 java.lang.reflect.Field; //類的成員變數       java.lang.reflect.Method;//類的方法java.lang.reflect.Modifier;//存取權限

Java反射機制實現：1.）class對象的擷取

//第一種方式 通過對象getClass方法Person person = new Person();Class<?> class1 = person.getClass();//第二種方式 通過類的class屬性class1 = Person.class;try {    //第三種方式 通過Class類的靜態方法——forName()來實現    class1 = Class.forName("com.whoislcj.reflectdemo.Person");} catch (ClassNotFoundException e) {    e.printStackTrace();}

2.）擷取class對象的摘要資訊

boolean isPrimitive = class1.isPrimitive();//判斷是否是基礎類型boolean isArray = class1.isArray();//判斷是否是集合類boolean isAnnotation = class1.isAnnotation();//判斷是否是註解類boolean isInterface = class1.isInterface();//判斷是否是介面類boolean isEnum = class1.isEnum();//判斷是否是枚舉類boolean isAnonymousClass = class1.isAnonymousClass();//判斷是否是匿名內部類boolean isAnnotationPresent = class1.isAnnotationPresent(Deprecated.class);//判斷是否被某個註解類修飾String className = class1.getName();//擷取class名字 包含包名路徑Package aPackage = class1.getPackage();//擷取class的包資訊String simpleName = class1.getSimpleName();//擷取class類名int modifiers = class1.getModifiers();//擷取class存取權限Class<?>[] declaredClasses = class1.getDeclaredClasses();//內部類Class<?> declaringClass = class1.getDeclaringClass();//外部類

3.）擷取class對象的屬性、方法、建構函式等

Field[] allFields = class1.getDeclaredFields();//擷取class對象的所有屬性Field[] publicFields = class1.getFields();//擷取class對象的public屬性try {    Field ageField = class1.getDeclaredField("age");//擷取class指定屬性    Field desField = class1.getField("des");//擷取class指定的public屬性} catch (NoSuchFieldException e) {    e.printStackTrace();}Method[] methods = class1.getDeclaredMethods();//擷取class對象的所有聲明方法Method[] allMethods = class1.getMethods();//擷取class對象的所有方法 包括父類的方法Class parentClass = class1.getSuperclass();//擷取class對象的父類Class<?>[] interfaceClasses = class1.getInterfaces();//擷取class對象的所有介面Constructor<?>[] allConstructors = class1.getDeclaredConstructors();//擷取class對象的所有聲明建構函式Constructor<?>[] publicConstructors = class1.getConstructors();//擷取class對象public建構函式try {    Constructor<?> constructor = class1.getDeclaredConstructor(new Class[]{String.class});//擷取指定聲明建構函式    Constructor publicConstructor = class1.getConstructor(new Class[]{});//擷取指定聲明的public建構函式} catch (NoSuchMethodException e) {    e.printStackTrace();}Annotation[] annotations = class1.getAnnotations();//擷取class對象的所有註解Annotation annotation = class1.getAnnotation(Deprecated.class);//擷取class對象指定註解Type genericSuperclass = class1.getGenericSuperclass();//擷取class對象的直接超類的 TypeType[] interfaceTypes = class1.getGenericInterfaces();//擷取class對象的所有介面的type集合

4.）class對象動態產生

//第一種方式 Class對象調用newInstance()方法產生Object obj = class1.newInstance();//第二種方式 對象獲得對應的Constructor對象，再通過該Constructor對象的newInstance()方法產生Constructor<?> constructor = class1.getDeclaredConstructor(new Class[]{String.class});//擷取指定聲明建構函式obj = constructor.newInstance(new Object[]{"lcj"});

5.）動態調用函數

try {    // 產生新的對象：用newInstance()方法    Object obj = class1.newInstance();    //判斷該對象是否是Person的子類    boolean isInstanceOf = obj instanceof Person;    //首先需要獲得與該方法對應的Method對象    Method method = class1.getDeclaredMethod("setAge", new Class[]{int.class});    //調用指定的函數並傳遞參數    method.invoke(obj, 28);    method = class1.getDeclaredMethod("getAge");    Object result = method.invoke(obj, new Class[]{});} catch (InstantiationException e) {    e.printStackTrace();} catch (IllegalAccessException e) {    e.printStackTrace();} catch (NoSuchMethodException e) {    e.printStackTrace();} catch (InvocationTargetException e) {    e.printStackTrace();}

6.)通過反射機制擷取泛型型別

例如下面這種結構

//People類public class People<T> {}//Person類繼承People類public class Person<T> extends People<String> implements PersonInterface<Integer> {}//PersonInterface介面public interface PersonInterface<T> {}

擷取泛型型別

Person<String> person = new Person<>();//第一種方式 通過對象getClass方法Class<?> class1 = person.getClass();Type genericSuperclass = class1.getGenericSuperclass();//擷取class對象的直接超類的 TypeType[] interfaceTypes = class1.getGenericInterfaces();//擷取class對象的所有介面的Type集合getComponentType(genericSuperclass);getComponentType(interfaceTypes[0]);

getComponentType具體實現

private Class<?> getComponentType(Type type) {Class<?> componentType = null;if (type instanceof ParameterizedType) {    //getActualTypeArguments()返回表示此類型實際型別參數的 Type 對象的數組。    Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) type).getActualTypeArguments();    if (actualTypeArguments != null && actualTypeArguments.length > 0) {    componentType = (Class<?>) actualTypeArguments[0];    }} else if (type instanceof GenericArrayType) {    // 表示一種元素類型是參數化型別或者類型變數的數群組類型    componentType = (Class<?>) ((GenericArrayType) type).getGenericComponentType();} else {    componentType = (Class<?>) type;}return componentType;}

6.)通過反射機制擷取註解資訊

 這裡重點以擷取Method的註解資訊為例

try {    //首先需要獲得與該方法對應的Method對象    Method method = class1.getDeclaredMethod("jumpToGoodsDetail", new Class[]{String.class, String.class});    Annotation[] annotations1 = method.getAnnotations();//擷取所有的方法註解資訊    Annotation annotation1 = method.getAnnotation(RouterUri.class);//擷取指定的註解資訊    TypeVariable[] typeVariables1 = method.getTypeParameters();    Annotation[][] parameterAnnotationsArray = method.getParameterAnnotations();//拿到所有參數註解資訊    Class<?>[] parameterTypes = method.getParameterTypes();//擷取所有參數class類型    Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();//擷取所有參數的type類型    Class<?> returnType = method.getReturnType();//擷取方法的傳回型別    int modifiers = method.getModifiers();//擷取方法的存取權限} catch (NoSuchMethodException e) {    e.printStackTrace();}

 反射機制的應用情境：

• 逆向代碼 ，例如反編譯
• 與註解相結合的架構 例如Retrofit
• 單純的反射機制應用程式框架 例如EventBus 2.x
• 動態產生類架構 例如Gson

反射機制的優缺點：

 優點：

    運行期類型的判斷，動態類載入，動態代理使用反射。

 缺點：

    效能是一個問題，反射相當於一系列解釋操作，通知jvm要做的事情，效能比直接的java代碼要慢很多。

總結：

    Java的反射機制在平時的業務開發過程中很少使用到，但是在一些基礎架構的搭建上應用非常廣泛，今天簡單的總結學習了一下，還有很多未知的知識等以後用到再做補充。

Java學習之反射機制及應用情境