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细说java系列之反射
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什么是反射
反射机制允许在Java代码中获取被JVM加载的类信息，如：成员变量，方法，构造函数等。
在Java包java.lang.reflect下提供了获取类和对象反射信息的相关工具类和接口，如：Field，Method，Constructor等。
使用反射可以做什么事情
反射通常被用于需要检查或修改应用程序运行时行为的编程中，它是一个非常有用的技术。
具体来讲，可以在如下场景中使用反射机制：
- 功能扩展，应用程序可以通过反射创建一个具备完整限定名的类实例，从而使用一个外部的用户自定义的类。
-
在可视化的开发环境中浏览类信息，其实在eclipse中通过快捷键
Ctrl + O显示的类信息就是利用反射机制实现的。 - 用于程序调试器和测试工具
反射的缺点
虽然反射机制可以增强应用程序的功能和使用场景，但并非在任何情况下都适合使用的，因为反射机制本身存在一些固有的缺点。
- 性能损耗，反射需要动态解析类型，相比起不使用反射的情况是存在性能损耗的，所以在性能比较敏感或重要的应用程序中不要使用反射。
- 安全限制，反射需要的运行时权限在安全管理器（SecurityManager）下是被禁止的，比Applet程序中。
- 类结构被暴露，由于反射允许在非反射代码中执行一些非法操作，打破了Java原本的抽象模型，可能会影响到平台的行为与升级。
应用实践
/**
* 利用反射机制获取被JVM加载的类信息，实例化类对象。
* @desc org.chench.test.java.UserReflector
* @author chench9@lenovo.com
* @date 2017年11月30日
*/
public class UserReflector {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String className = "org.chench.test.java.User";
// 通过类的完整限定名获取其Class对象
Class<?> userClass = Class.forName(className);
// 使用反射机制获取类的构造函数列表
Constructor[] constructorArr = userClass.getConstructors();
for(Constructor constructor : constructorArr) {
// 构造函数的名称
String name = constructor.getName();
System.out.println("constructor name: " + name);
// 构造函数的参数个数
int count = constructor.getParameterCount();
System.out.println("constructor parameter count: " + count);
// 构造函数的参数列表
Parameter[] parameters = constructor.getParameters();
for(Parameter parameter : parameters) {
// 获取参数类型
Class<?> parameterType = parameter.getType();
// 获取参数名
String parameterName = parameter.getName();
System.out.println(parameterName + " Type: " + parameterType);
}
// 通过构造函数实例化类对象
if(count <= 0) {
User user = (User) constructor.newInstance();
System.out.println("user instance: " + user);
}else if(count == 1) {
User user = (User) constructor.newInstance(new Object[] {"Zhang San"});
System.out.println("user instance: " + user);
}else if(count == 2) {
User user = (User) constructor.newInstance(new Object[] {"Li Si", 26});
System.out.println("user instance: " + user);
}
System.out.println("----------");
}
// 使用反射机制获取类的成员变量
Field[] fields = userClass.getDeclaredFields();
for(Field field : fields) {
// 变量类型
Class<?> fieldType = field.getType();
// 变量名称
String fieldName = field.getName();
// 变量修饰符,private：2，public:1, protected: 4，默认类型: 0
int fieldModifier = field.getModifiers();
System.out.println("field info, name: " + fieldName + ", type: " + fieldType + ", modifier: " + fieldModifier);
}
// 使用反射机制获取类的方法
Method[] methods = userClass.getDeclaredMethods();
for(Method method : methods) {
// 方法返回值类型
Class<?> returnType = method.getReturnType();
// 方法名
String methodName = method.getName();
// 方法参数个数
int count = method.getParameterCount();
System.out.println("method info, name: " + methodName + ", return type: " + returnType + ", parameter count: " +count);
}
}
}
/**
* 利用反射机制获取被JVM加载的类信息，实例化类对象。
* @desc org.chench.test.java.UserReflector
* @author chench9@lenovo.com
* @date 2017年11月30日
*/
public class UserReflector {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String className = "org.chench.test.java.User";
// 通过类的完整限定名获取其Class对象
Class<?> userClass = Class.forName(className);
// 使用反射机制获取类的构造函数列表
Constructor[] constructorArr = userClass.getConstructors();
for(Constructor constructor : constructorArr) {
// 构造函数的名称
String name = constructor.getName();
System.out.println("constructor name: " + name);
// 构造函数的参数个数
int count = constructor.getParameterCount();
System.out.println("constructor parameter count: " + count);
// 构造函数的参数列表
Parameter[] parameters = constructor.getParameters();
for(Parameter parameter : parameters) {
// 获取参数类型
Class<?> parameterType = parameter.getType();
// 获取参数名
String parameterName = parameter.getName();
System.out.println(parameterName + " Type: " + parameterType);
}
// 通过构造函数实例化类对象
if(count <= 0) {
User user = (User) constructor.newInstance();
System.out.println("user instance: " + user);
}else if(count == 1) {
User user = (User) constructor.newInstance(new Object[] {"Zhang San"});
System.out.println("user instance: " + user);
}else if(count == 2) {
User user = (User) constructor.newInstance(new Object[] {"Li Si", 26});
System.out.println("user instance: " + user);
}
System.out.println("----------");
}
// 使用反射机制获取类的成员变量
Field[] fields = userClass.getDeclaredFields();
for(Field field : fields) {
// 变量类型
Class<?> fieldType = field.getType();
// 变量名称
String fieldName = field.getName();
// 变量修饰符,private：2，public:1, protected: 4，默认类型: 0
int fieldModifier = field.getModifiers();
System.out.println("field info, name: " + fieldName + ", type: " + fieldType + ", modifier: " + fieldModifier);
}
// 使用反射机制获取类的方法
Method[] methods = userClass.getDeclaredMethods();
for(Method method : methods) {
// 方法返回值类型
Class<?> returnType = method.getReturnType();
// 方法名
String methodName = method.getName();
// 方法参数个数
int count = method.getParameterCount();
System.out.println("method info, name: " + methodName + ", return type: " + returnType + ", parameter count: " +count);
}
}
}
实际上，在应用编程中使用反射机制最多的场景主要是如下2个方面：
- 在注解解析器中通过反射获取类，方法或成员变量的注解信息。
- 在动态代理类中使用反射机制调用方法执行。
【参考】
https://docs.oracle.com/javase/tutorial/reflect/TOC.html
