深入理解Java反射机制

1、深入理解Java反射机制本文较为详细的分析了Java反射机制。分享给大家供大家参考，具体如下： 一、预先需要掌握的知识(java虚拟机) java虚拟机的方法区: java虚拟机有一个运行时数据区，这个数据区又被分为方法区，堆区和栈区，我们这里需要了解的主要是方法区。方法区的主要作用是存储被装载的类 的类型信息，当java虚拟机装载某个类型的时候，需要类装载器定位相应的class文件，然后将其读入到java虚拟机中，紧接着虚拟机提取class 中的类型信息，将这些信息存储到方法区中。这些信息主要包括: 1、这个类型的全限定名 2、这个类型的直接超类的全限定名 3、这个类型是类类型还是接口类型

2、4、这个类型的访问修饰符 5、任何直接超接口的全限定名的有序列表 6、该类型的常量池 7、字段信息 8、方法信息 9、除了常量以外的所有类变量 10、一个到class类的引用 等等(读者可以参考深入java虚拟机这本书的叙述) Class类: Class类是一个非常重要的java基础类，每当装载一个新的类型的时候，java虚拟机都会在java堆中创建一个对应于新类型的Class实例，该实例就代表此类型，通过该Class实例我们就可以访问该类型的基本信息。上面说到在方法区中会存储某个被装载类的类型信息，我们就可以通过 Class实例来访问这些信息。比如，对于上面说到的信息Class中都有对应的方

3、法，如下: 1、getName()；这个类型的全限定名 2、getSuperClass()；这个类型的直接超类的全限定名 3、isInterface()；这个类型是类类型还是接口类型 4、getTypeParamters()；这个类型的访问修饰符 5、getInterfaces()；任何直接超接口的全限定名的有序列表 6、getFields()；字段信息 7、getMethods()；方法信息 等等(读者可以自己参看jdk帮助文档，得到更多的信息) 二、java反射详解 反射的概念:所谓的反射就是java语言在运行时拥有一项自观的能力，反射使您的程序代码能够得到装载到JVM中的类的内部信息，允

4、许您执行程序时才得到需要类的内部信息，而不是在编写代码的时候就必须要知道所需类的内部信息，这使反射成为构建灵活的应用的主要工具。 反射的常用类和函数:Java反射机制的实现要借助于4个类：Class，Constructor，Field，Method；其中class代 表的是类对象，Constructor类的构造器对象，Field类的属性对象，Method类的方法对象，通过这四个对象我们可以粗略的看到一个类的各个组成部分。其中最核心的就是Class类，它是实现反射的基础，它包含的方法我们在第一部分已经进行了基本的阐述。应用反射时我们最关心的一般是一个类的构造器、属性和方法，下面我们主要介绍Cla

5、ss类中针对这三个元素的方法: 1、得到构造器的方法 Constructor getConstructor(Class params) - 获得使用特殊的参数类型的公共构造函数， Constructor getConstructors() - 获得类的所有公共构造函数 Constructor getDeclaredConstructor(Class params) - 获得使用特定参数类型的构造函数(与接入级别无关) Constructor getDeclaredConstructors() - 获得类的所有构造函数(与接入级别无关) 2、获得字段信息的方法 Field getField(St

6、ring name) - 获得命名的公共字段 Field getFields() - 获得类的所有公共字段 Field getDeclaredField(String name) - 获得类声明的命名的字段 Field getDeclaredFields() - 获得类声明的所有字段 3、获得方法信息的方法 Method getMethod(String name, Class params) - 使用特定的参数类型，获得命名的公共方法 Method getMethods() - 获得类的所有公共方法 Method getDeclaredMethod(String name, Class pa

7、rams) - 使用特写的参数类型，获得类声明的命名的方法 Method getDeclaredMethods() - 获得类声明的所有方法 应用反射的基本步骤: 1、获得你想操作的类的Class对象； 方法一:Classc=Class.forName("java.lang.String") /这种方式获得类的Class对象需要 包名.类名 方法二:对于基本数据类型可以用形如Class c=int.class或Class c=Integer.TYPE的语句 方法三:Class c=MyClass.class 2、调用Class中的方法得到你想得到的信息集合，如调用getDe

8、claredFields()方法得到类的所有属性； 3、处理第2步中得到的信息，然后进行你想做的实际操作。 反射实例： 下面我将针对类的构造器、属性和方法分别举三个例子，向大家演示一下反射的应用过程。 1、构造器 步骤为:通过反射机制得到某个类的构造器，然后调用该构造器创建该类的一个实例import java.lang.reflect.*; public class ConstructorDemo public ConstructorDemo() public ConstructorDemo(int a, int b) System.out.println("a="+a+&

9、quot;b="+b); public static void main(String args) try Class cls =Class.forName("包名.ConstructorDemo"); Class partypes =new Class2; partypes0 = Integer.TYPE; partypes1 =Integer.TYPE; Constructor ct=Constructor(partypes); Object arglist =new Object2; arglist0 = newInteger(37); arglist1 =

10、 newInteger(47); Object retobj = ct.newInstance(arglist); catch (Throwable e) System.err.println(e); 2、属性 步骤为:通过反射机制得到某个类的某个属性，然后改变对应于这个类的某个实例的该属性值import java.lang.reflect.*; public class FieldDemo1 public double d; public static void main(String args) try Class cls = Class.forName("FieldDemo1&

11、quot;); Field fld = cls.getField("d"); FieldDemo1 fobj = new FieldDemo1(); System.out.println("d = " + fobj.d); fld.setDouble(fobj, 12.34); System.out.println("d = " + fobj.d); catch (Throwable e) System.err.println(e); 3、方法 步骤为:通过反射机制得到某个类的某个方法，然后调用对应于这个类的某个实例的该方法/通过使用

12、方法的名字调用方法 import java.lang.reflect.*; public class MethodDemo1 public int add(int a, int b) return a + b; public static void main(String args) try Class cls =Class.forName("MethodDemo1"); Class partypes = new Class2; partypes0 = Integer.TYPE; partypes1 = Integer.TYPE; Method meth = cls.get

13、Method("add",partypes); MethodDemo1 methobj = new MethodDemo1(); Object arglist = new Object2; arglist0 = new Integer(37); arglist1 = new Integer(47); Object retobj= meth.invoke(methobj, arglist); Integer retval = (Integer)retobj; System.out.println(Value(); catch (Throwable e) S

14、println(e); 三、java反射的应用(Hibernate) 我们在第二部分中对java反射进行了比较系统的阐述，也举了几个简单的实例，下面我们就来讨论一下java反射的具体应用。前面我们已经知 道，Java反射机制提供了一种动态链接程序组件的多功能方法，它允许程序创建和控制任何类的对象(根据安全性限制)之前，无需提前硬编码目标类。这些特 性使得反射特别适用于创建以非常普通的方式与对象协作的库。例如，反射经常在持续存储对象为数据库、XML或其它外部格式的框架中使用。下面我们就已 Hibernate框架为例像大家阐述一下反射的重要意义。 Hibernate是一个屏蔽了JDBC，实现了OR

15、M的java框架，利用该框架我们可以抛弃掉繁琐的sql语句而是利用Hibernate中 Session类的save()方法直接将某个类的对象存到数据库中，也就是所涉及到sql语句的那些代码Hibernate帮我们做了。这时候就出现了 一个问题，Hibernate怎样知道他要存的某个对象都有什么属性呢？这些属性都是什么类型呢？如此，它在向数据库中存储该对象属性时的sql语句该怎么构造呢？解决这个问题的利器就是我们的java反射！ 下面我们以一个例子来进行阐述，比如我们定义了一个User类，这个User类中有20个属性和这些属性的get和set方法，相应的在数据库中 有一个User表，这个User

16、表中对应着20个字段。假设我们从User表中提取了一条记录，现在需要将这条记录的20个字段的内容分别赋给一个 User对象myUser的20个属性，而Hibernate框架在编译的时候并不知道这个User类，他无法直接调用myUser.getXXX或者 myUser.setXXX方法，此时就用到了反射，具体处理过程如下： 1、根据查询条件构造PreparedStament语句，该语句返回20个字段的值； 2、Hibernate通过读取配置文件得到User类的属性列表list(是一个String数组)以及这些属性的类型； 3、创建myUser所属类的Class对象c；c=myUser.getCl

17、ass()； 4、构造一个for循环，循环的次数为list列表的长度； 4.1、读取listi的值，然后构造对应该属性的set方法； 4.2、判断listi的类型XXX，调用PreparedStament语句中的getXXX(i)，进而得到i出字段的值； 4.3、将4.2中得到的值作为4.1中得到的set方法的参数，这样就完成了一个字段像一个属性的赋值，如此循环即可； 看到了吧，这就是反射的功劳，如果没有反射很难想象如果完成同样的功能会有多么难！但是反射也有缺点，比如性能比较低、安全性比较复杂等，这里就不在讨论这些东西，感兴趣的读者可以在网上找到答案，有很多的！要想理解反射的原理，首先要了解什

18、么是类型信息。Java让我们在运行时识别对象和类的信息，主要有2种方式：一种是传统的RTTI，它假定我们在编译时已经知道了所有的类型信息；另一种是反射机制，它允许我们在运行时发现和使用类的信息。1、Class对象理解RTTI在Java中的工作原理，首先需要知道类型信息在运行时是如何表示的，这是由Class对象来完成的，它包含了与类有关的信息。Class对象就是用来创建所有“常规”对象的，Java使用Class对象来执行RTTI，即使你正在执行的是类似类型转换这样的操作。 每个类都会产生一个对应的Class对象，也就是保存在.class文件。所有类都是在对其第一次使用时，动态加载到JVM的，当程

19、序创建一个对类的静态成员的引用时，就会加载这个类。Class对象仅在需要的时候才会加载，static初始化是在类加载时进行的。public class TestMain public static void main(String args) System.out.println(XYZ.name);class XYZ public static String name = "luoxn28"static System.out.println("xyz静态块");public XYZ() System.out.println("xyz构造了&q

20、uot;); 输出结果为：类加载器首先会检查这个类的Class对象是否已被加载过，如果尚未加载，默认的类加载器就会根据类名查找对应的.class文件。想在运行时使用类型信息，必须获取对象(比如类Base对象)的Class对象的引用，使用功能Class.forName(“Base”)可以实现该目的，或者使用base.class。注意，有一点很有趣，使用功能”.class”来创建Class对象的引用时，不会自动初始化该Class对象，使用forName()会自动初始化该Class对象。为了使用类而做的准备工作一般有以下3个步骤： 加载：由类加载器完成，找到对应的字节码，创建一个Class对象 链接

21、：验证类中的字节码，为静态域分配空间 初始化：如果该类有超类，则对其初始化，执行静态初始化器和静态初始化块public class Base static int num = 1;static System.out.println("Base " + num);public class Main public static void main(String args) / 不会初始化静态块Class clazz1 = Base.class;System.out.println("-");/ 会初始化Class clazz2 = Class.forName

22、("zzz.Base"); 2、类型转换前先做检查编译器将检查类型向下转型是否合法，如果不合法将抛出异常。向下转换类型前，可以使用instanceof判断。class Base class Derived extends Base public class Main public static void main(String args) Base base = new Derived();if (base instanceof Derived) / 这里可以向下转换了System.out.println("ok");else System.out.pr

23、intln("not ok"); 3、反射：运行时类信息如果不知道某个对象的确切类型，RTTI可以告诉你，但是有一个前提：这个类型在编译时必须已知，这样才能使用RTTI来识别它。Class类与java.lang.reflect类库一起对反射进行了支持，该类库包含Field、Method和Constructor类，这些类的对象由JVM在启动时创建，用以表示未知类里对应的成员。这样的话就可以使用Contructor创建新的对象，用get()和set()方法获取和修改类中与Field对象关联的字段，用invoke()方法调用与Method对象关联的方法。另外，还可以调用getFi

24、elds()、getMethods()和getConstructors()等许多便利的方法，以返回表示字段、方法、以及构造器对象的数组，这样，对象信息可以在运行时被完全确定下来，而在编译时不需要知道关于类的任何事情。反射机制并没有什么神奇之处，当通过反射与一个未知类型的对象打交道时，JVM只是简单地检查这个对象，看它属于哪个特定的类。因此，那个类的.class对于JVM来说必须是可获取的，要么在本地机器上，要么从网络获取。所以对于RTTI和反射之间的真正区别只在于： RTTI，编译器在编译时打开和检查.class文件 反射，运行时打开和检查.class文件public class Person

25、 implements Serializable private String name;private int age;/ get/set方法public static void main(String args) Person person = new Person("luoxn28", 23);Class clazz = person.getClass();Field fields = clazz.getDeclaredFields();for (Field field : fields) String key = field.getName();PropertyDe

26、scriptor descriptor = new PropertyDescriptor(key, clazz);Method method = descriptor.getReadMethod();Object value = method.invoke(person);System.out.println(key + ":" + value); 以上通过getReadMethod()方法调用类的get函数，可以通过getWriteMethod()方法来调用类的set方法。通常来说，我们不需要使用反射工具，但是它们在创建动态代码会更有用，反射在Java中用来支持其他特性的

27、，例如对象的序列化和JavaBean等。4、动态代理代理模式是为了提供额外或不同的操作，而插入的用来替代”实际”对象的对象，这些操作涉及到与”实际”对象的通信，因此代理通常充当中间人角色。Java的动态代理比代理的思想更前进了一步，它可以动态地创建并代理并动态地处理对所代理方法的调用。在动态代理上所做的所有调用都会被重定向到单一的调用处理器上，它的工作是揭示调用的类型并确定相应的策略。以下是一个动态代理示例：接口和实现类：public interface Interface void doSomething();void somethingElse(String arg);public class RealObject implements Interface public void doSomething() System.out.println("doSomething.");public void somethingElse(String arg) System.out.println