Java反射之基础篇

Posted by Gityuan on July 18, 2015

从代码角度,关于反射的用法总结,请查看Java反射之实用篇.;

一、概念

1.1 概念

简单说,JAVA反射机制是指在运行态可直接操作任意类或对象的所有属性和方法的功能。

1.2 反射的用途

  • 在运行时获取任意对象所属的类 Class<?> clazz = Class.forName(String className);

  • 在运行时构造任意类的对象 Object obj = clazz.newInstance();

  • 在运行时获取任意类所具有的成员变量和方法 field.set(Object obj, Object value); field.get(Object obj);

  • 在运行时调用任意对象的方法 (最常见的需求,尤其是当该方法是私有方法或者隐藏方法) method.invoke(Object obj, Object... args);

反射还可以获取类的其他信息,包含modifiers(下面会介绍),以及superclass, 实现的interfaces等。

针对动态语言,大致认同的一个定义是:“程序运行时,允许改变程序结构或变量类型,这种语言称为动态语言”。反射机制在运行时只能调用methods或改变fields内容,却无法修改程序结构或变量类型。从这个观点看,Perl,Python,Ruby是动态语言,C++,Java,C#不是动态语言。

二、反射

2.1 核心类

java.lang.Class: 代表类 java.lang.reflect.Constructor: 代表类的构造方法 java.lang.reflect.Field: 代表类的属性 java.lang.reflect.Method: 代表类的方法 java.lang.reflect.Modifier:代表类、方法、属性的描述修饰符。

其中Modifier取值范围如下: public, protected, private, abstract, static, final, transient, volatile, synchronized, native, strictfp, interface。

Constructor, Field, Method这三个类都继承AccessibleObject,该对象有一个非常重要的方法setAccessible(boolean flag), 借助该方法,能直接调用非Public的属性与方法。

2.2 核心方法

1.成员属性(Field):

getFields():获得类的public类型的属性。
getDeclaredFields():获得类的所有属性。
getField(String name)
getDeclaredField(String name):获取类的特定属性

2.成员方法(Method):

getMethods():获得类的public类型的方法。
getDeclaredMethods():获得类的所有方法。
getMethod(String name, Class[] parameterTypes):获得类的特定方法
getDeclaredMethod(String name, Class[] parameterTypes):获得类的特定方法

3.构造方法(Constructor):

getConstructors():获得类的public类型的构造方法。
getDeclaredConstructors():获得类的所有构造方法。
getConstructor(Class[] parameterTypes):获得类的特定构造方法
getDeclaredConstructor(Class[] params);获得类的特定方法

2.3 深入Class类

Java所有的类都是继承于Oject类,其内声明了多个应该被所有Java类覆写的方法:hashCode()、equals()、clone()、toString()、notify()、wait()、getClass()等,其中getClass返回的便是一个Class类的对象。Class类也同样是继承Object类,拥有相应的方法。

Java程序在运行时,运行时系统对每一个对象都有一项类型标识,用于记录对象所属的类。虚拟机使用运行时类型来选择相应方法去执行,保存所有对象类型信息的类便是Class类。

Class类没有公共构造方法,Class对象是在加载类时由 Java 虚拟机以及通过调用ClassLoader的defineClass 方法自动构造的,因此不能显式地声明一个Class对象。

虚拟机为每种类型管理一个独一无二的Class对象。也就是说,每个类(型)都有一个Class对象。运行程序时,Java虚拟机(JVM)首先检查是否所要加载的类对应的Class对象是否已经加载。如果没有加载,JVM就会根据类名查找.class文件,并将其Class对象载入。

基本的 Java 类型(boolean、byte、char、short、int、long、float 和 double)和关键字 void 也都对应一个 Class 对象。 每个数组属于被映射为 Class 对象的一个类,所有具有相同元素类型和维数的数组都共享该 Class 对象。一般某个类的Class对象被载入内存,它就用来创建这个类的所有对象。

三、用处

1.如何通过反射获取一个类?

Class.forName(String className); (最常用)

class newinstance

2.如何调用私有类,或者类的私有方法或属性?

  • 私有类: 通过getDeclaredConstructor获取constructor,再调用constructor.setAccessible(true);
  • 私有方法:通过getDeclaredMethod获取method,再调用method.setAccessible(true);
  • 私有属性:通过getDeclaredField获取field,再调用field.setAccessible(true);

3.@hide标记是做什么的,反射能否调用@hide标记的类?

在Android的源码中,我们会发现有很多被”@hide”标记的类,它的作用是使这个类或方法在生成SDK时不可见。那么应用程序便不可以直接调用。而反射机制可调用@hide标记的类或方法,如入无人之地,畅通无阻。

4.如何通过反射调用内部类?

假设com.reflect.Outer类有一个内部类inner,调用方法如下:

String className = "com.reflect.Outer$inner";
Class.forName(className);

关于内部类以及反射实用,请查看下一篇文章从代码角度来述说的Java反射之实用篇。;

四、参考

  1. JDK7官方英文文档 http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/
  2. JDK6中文文档 http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk-zh/
  3. Java 反射机制深入研究 http://lavasoft.blog.51cto.com/62575/43218/
  4. Android反射机制实现与原理 http://blog.csdn.net/annaleeya/article/details/8240510

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