Java反射

通过一个对象获得完整的包名和类名

/**
 * 通过一个对象获得完整的包名和类名
 */
class Demo{
    
}
public class hello1{

    public static void main(String[] args) {
        Demo demo=new Demo();
        System.out.println(demo.getClass().getName());
    }

}

【运行结果】：
Reflect.emo

添加一句：所有类的对象其实都是Class的实例。

实例化Class类对象

package Reflect;

/**
 * 通过一个对象获得完整的包名和类名
 */
class Demo12 {

}

public class hello12 {

    public static void main(String[] args) {
        Class<?> demo1 = null;
        Class<?> demo2 = null;
        Class<?> demo3 = null;
        try {
            demo1 = Class.forName("Reflect.Demo12");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        demo2 = new Demo12().getClass();
        demo3 = Demo12.class;

        System.out.println("类名称：" + demo1.getName());
        System.out.println("类名称：" + demo2.getName());
        System.out.println("类名称：" + demo3.getName());
    }

}

【运行结果】：

类名称 Reflect.Demo

通过Class实例化其他类的对象

通过无参构造实例化对象

package Reflect;
 
class Person{
    public String getName() {
       return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString(){
        return "["+this.name+"  "+this.age+"]";
    }

    private String name;
    private int age;
}

package Reflect;

/**
 * 通过Class实例化其他类的对象
 */
public class hello13 {
    public static void main(String[] args) {
        Class<?> demo = null;
        try {
            demo = Class.forName("Reflect.Person");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        Person per = null;
        try {
            per = (Person) demo.newInstance();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        per.setName("echo");
        per.setAge(20);
        System.out.println(per);
    }
}

【运行结果】：

[echo 20]

但是注意一下，Person中的构造函数是默认的无参构造函数，如果自己定义有参数的构造函数之后，会出现错误：

比如我定义了一个构造函数：

public Person(String name, int age) { 
        this.age=age; 
        this.name=name; 
    }

【运行结果】：

java.lang.InstantiationException: Reflect.Person
at java.lang.Class.newInstance0(Class.java:340)
at java.lang.Class.newInstance(Class.java:308)
at Reflect.hello13.main(hello13.java:19)
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
at Reflect.hello13.main(hello13.java:25)

所以以后再编写使用Class实例化其他类的对象的时候，一定要保证有无参的构造函数

通过Class调用其他类中的构造函数（也可以通过这种方式通过Class创建其他类的对象）

package JavaReflect;


import java.lang.reflect.Constructor;

class Person{
    public Person() {
    }

    public Person(String name){
        this.name=name;
    }

    public Person(int age){
        this.age=age;
    }

    public Person(String name, int age) {
        this.age=age;
        this.name=name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
   }

    @Override
    public String toString(){
        return "["+this.name+"  "+this.age+"]";
    }

    private String name;
    private int age;
}

**
 * 通过Class实例化其他类的对象
 */
public class hello14 {
    public static void main(String[] args) throws SecurityException,
            NoSuchMethodException {
        Class<?> demo = null;
        try {
            demo = Class.forName("JavaReflect.PersonB");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        PersonB per1 = null;
        PersonB per2 = null;
        PersonB per3 = null;
        PersonB per4 = null;

         // 取得构造函数
        Constructor cons0 = demo.getConstructor();
        Constructor cons1 = demo.getConstructor(String.class);
        Constructor cons2 = demo.getConstructor(int.class);
        Constructor cons3 = demo.getConstructor(String.class, int.class);

        try {
            per1 = (PersonB) cons0.newInstance();
            per2 = (PersonB) cons1.newInstance("echo");
            per3 = (PersonB) cons2.newInstance(20);
            per4 = (PersonB) cons3.newInstance("echo", 20);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println(per1);
        System.out.println(per2);
        System.out.println(per3);
        System.out.println(per4);
    }
｝

【运行结果】：

[null 0]
[echo 0]
[null 20]
[echo 20]

package JavaReflect;
 
interface China{
    public static final String name="Rollen";
    public static  int age=20;
    public void sayChina();
    public void sayHello(String name, int age);
}
 
class PersonA implements China{
    public PersonA() {
         
    }
    public PersonA(String sex){
        this.sex=sex;
    }
    public String getSex() {
        return sex;
    }
    public void setSex(String sex) {
        this.sex = sex;
    }
    @Override
    public void sayChina(){
        System.out.println("hello ,china");
    }
    @Override
    public void sayHello(String name, int age){
        System.out.println(name+"  "+age);
    }
    private String sex;
}
 
class Hello15{
    public static void main(String[] args) {
        Class<?> demo=null;
        try{
            demo=Class.forName("JavaReflect.PersonA");
        }catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //保存所有的接口
        Class<?> intes[]=demo.getInterfaces();
        for (int i = 0; i < intes.length; i++) {
            System.out.println("实现的接口   "+intes[i].getName());
        }
    }
}

【运行结果】：

实现的接口：实现的接口 JavaReflect.China

（注意，以下几个例子，都会用到这个例子的Person类，所以为节省篇幅，此处不再粘贴Person的代码部分，只粘贴主类hello的代码）

package JavaReflect;

public class Hello16 {
    public static void main(String[] args) {
        Class<?> demo = null;
        try {
            demo = Class.forName("JavaReflect.PersonA");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        Class<?> tmp = demo.getSuperclass();
        System.out.println("继承的父类：" + tmp);
    }
}

【运行结果】：

继承的父类：class java.lang.Object

public JavaReflect.PersonB(java.lang.String );
public JavaReflect.PersonB(int );
public JavaReflect.PersonB(java.lang.String , int );
public JavaReflect.PersonB( );

补充：Constructor<?> cons[]=demo.getConstructors(); 可以取得全部的构造函数，但是构造函数并不是按程序中的顺序取得的，并没有特定的顺序。要想获得构造函数及参数可以用一个方法打印出来看一下。

返回一个类实现的接口：

package JavaReflect;

import java.lang.reflect.*;

public class Hello17 {
    public static void main(String[] args){
    Class<?> demo=null;
    try {
        demo=Class.forName("JavaReflect.PersonB");
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    Constructor[] methods = demo.getConstructors();
        for (int i = 0; i < methods.length; i++) { 
            System.out.println("构造方法：  "+methods[i]); 
        } 
    }
}

【运行结果】：

构造方法： public JavaReflect.PersonA()
构造方法： public JavaReflect.PersonA(java.lang.String)

如果这行为demo=Class.forName("JavaReflect.PersonB");

【运行结果】：

构造方法： public JavaReflect.PersonB(java.lang.String)
构造方法： public JavaReflect.PersonB(int)
构造方法： public JavaReflect.PersonB(java.lang.String,int)
构造方法： public JavaReflect.PersonB()

可以看出构造函数并不是按程序中的顺序取得的

另外如果要获得其他自定义函数及参数可以用一个方法：

package JavaReflect;

import java.lang.reflect.*;

public class Hello18 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("打印方法");
        Class<?> demo = null;
        try {
            demo = Class.forName("JavaReflect.PersonA");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        Method[] methods = demo.getDeclaredMethods();
        for (Method m : methods)// 循环该类的每个方法
        {
            Class retType = m.getReturnType();// 该方法的返回类型，
            String name = m.getName();// 获得方法名
            System.out.print(" " + Modifier.toString(m.getModifiers()));// 打印方法修饰符
            System.out.print(" " + retType.getName() + " " + name + "(");
            Class[] paramTypes = m.getParameterTypes();// 获得一个方法参数数组（getparameterTypes用于返回一个描述参数类型的Class对象数组）
            for (int j = 0; j < paramTypes.length; j++) {
                if (j > 0)
                    System.out.print(" , "); // 如果有多个参数，中间则用逗号隔开，否则直接打印参数
                System.out.print(paramTypes[j].getName()+" arg"+j);
            }
            System.out.println(" );");
        }

    }

}

【运行结果】：

打印方法
public java.lang.String getSex( );
public void setSex(java.lang.String arg0 );
public void sayChina( );
public void sayHello(java.lang.String arg0 , int arg1 );

有时候一个方法可能还有异常，呵呵。下面看看打印全部方法：

package JavaReflect;

import java.lang.reflect.*;

public class Hello19 {
    public static void main(String[] args) {
        Class<?> demo = null;
        try {
            demo = Class.forName("JavaReflect.PersonA");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

        Method method[] = demo.getMethods();
        for (int i = 0; i < method.length; ++i) {
            Class<?> returnType = method[i].getReturnType();
            Class<?> para[] = method[i].getParameterTypes();
            int temp = method[i].getModifiers();
            System.out.print(Modifier.toString(temp) + " ");
            System.out.print(returnType.getName() + "  ");
            System.out.print(method[i].getName() + " ");
            System.out.print("(");

            for (int j = 0; j < para.length; ++j) {
                System.out.print(para[j].getName() + " " + "arg" + j);
                if (j < para.length - 1) {
                    System.out.print(",");
                }
            }

            Class<?> exce[] = method[i].getExceptionTypes();
            if (exce.length > 0) {
                System.out.print(") throws ");
                for (int k = 0; k < exce.length; ++k) {
                    System.out.print(exce[k].getName() + " ");
                    if (k < exce.length - 1) {
                        System.out.print(",");
                    }
                }
            } else {
                System.out.print(")");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

【运行结果】：

public java.lang.String getSex ()
public void setSex (java.lang.String arg0)
public void sayChina ()
public void sayHello (java.lang.String arg0,int arg1)
public final void wait () throws java.lang.InterruptedException
public final void wait (long arg0,int arg1) throws java.lang.InterruptedException
public final native void wait (long arg0) throws java.lang.InterruptedException
public native int hashCode ()
public final native java.lang.Class getClass ()
public boolean equals (java.lang.Object arg0)
public java.lang.String toString ()
public final native void notify ()
public final native void notifyAll ()

【案例】接下来让我们取得其他类的全部属性吧，最后我讲这些整理在一起，也就是通过class取得一个类的全部框架

package JavaReflect;

import java.lang.reflect.*;

/**
 * 取得类的全部属性
 */
public class Hello20 {
    public static void main(String[] args) {
        Class<?> demo = null;
        try {
            demo = Class.forName("JavaReflect.PersonA");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("=============本类属性==========");
        // 取得本类全部属性
        Field[] field = demo.getDeclaredFields();
        for (int i = 0; i < field.length; i++) {
            // 权限修饰符
            int mo = field[i].getModifiers();
            String priv = Modifier.toString(mo);
            // 属性类型
            Class<?> type = field[i].getType();
            System.out.println(priv + " " + type.getName() + " "
                    + field[i].getName());
        }
        System.out.println("========实现的接口或者父类的属性======");
        Field[] field1 = demo.getFields();
        for (int i = 0; i < field1.length; i++) {
            // 权限修饰符
            int mo = field1[i].getModifiers();
            String priv = Modifier.toString(mo);
            // 属性类型
            Class<?> type = field1[i].getType();
            System.out.println(priv + " " + type.getName() + " "
                    + field1[i].getName());
        }
    }
}

【运行结果】：

=============本类属性==========
private java.lang.String sex
========实现的接口或者父类的属性======
public static final java.lang.String name
public static final int age

【案例】其实还可以通过反射调用其他类中的方法：

package JavaReflect;

import java.lang.reflect.*;

public class Hello22 {
    /**
     * 利用反射调用他类中的方法
     */
    public static void main(String[] args) {
        Class<?> demo = null;
        try {
            demo = Class.forName("JavaReflect.PersonA");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        try {
            // 调用PersonA中sayChina方法
            Method method = demo.getMethod("sayChina");
            method.invoke(demo.newInstance());
            // 调用PersonA中sayHello方法
            method = demo.getMethod("sayHello", String.class, int.class);
            method.invoke(demo.newInstance(), "echo", 20);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

【运行结果】：

hello ,china
echo 20

【案例】调用其他类的set和get方法

package JavaReflect;

import java.lang.reflect.*;

public class Hello23 {

    /**
     * 调用他类的set和get方法
     */
    public static void main(String[] args) {
        Class<?> demo = null;
        Object obj = null;
        try {
            demo = Class.forName("JavaReflect.PersonA");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        try {
            obj = demo.newInstance();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        setter(obj, "Sex", "女", String.class);
        getter(obj, "Sex");
    }

    /**
     * @param obj
     *            操作的对象
     * @param att
     *            操作的属性
     * @param value
     *            设置的值
     * @param type
     *            参数的属性
     * */
    private static void setter(Object obj, String att, Object value,
            Class<?> type) {
        try {
            Method method = obj.getClass().getMethod("set" + att, type);
            method.invoke(obj, value);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * @param obj
     *            操作的对象
     * @param string
     *            操作的属性
     */
    private static void getter(Object obj, String att) {
        try {
            Method method = obj.getClass().getMethod("get" + att);
            System.out.println(method.invoke(obj));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

【运行结果】：女

【案例】通过反射操作私有属性，反射打破面向对象的封装性

/**
 * 
 */
package JavaReflect;

import java.lang.reflect.Field;

/**
 * 通过反射操作属性
 */
public class Hello24 {
    public static void main(String[] args) {
        Class<?> demo = null;
        Object obj = null;
        try {
            demo = Class.forName("JavaReflect.PersonA");

            obj = demo.newInstance();
            Field field = demo.getDeclaredField("sex");
            field.setAccessible(true);//压制Java语言的访问控制检查
            field.set(obj, "男");
            System.out.println(field.get(obj));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

【运行结果】：

男

【案例】通过反射取得并修改数组的信息：

package JavaReflect;

import java.lang.reflect.Array;

/**
 * 通过反射取得并修改数组的信息
 */
public class Hello25 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };
        Class<?> demo = arr.getClass().getComponentType();
        System.out.println("数组类型：" + demo.getName());
        System.out.println("数组长度：" + Array.getLength(arr));
        System.out.println("第一个元素：" + Array.get(arr, 0));
        Array.set(arr, 0, 1000);
        System.out.println("第一个元素：" + Array.get(arr, 0));
    }

}

【运行结果】：

数组类型：int
数组长度：5
第一个元素：1
第一个元素：1000

【案例】通过反射修改数组大小

package JavaReflect;

import java.lang.reflect.Array;

/**
 * 通过反射修改数组大小
 */
public class Hello26 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };
        int[] newArr = (int[]) arrayInc(arr, 15);
        print(newArr);
        System.out.println("\n============================");

        String[] str = { "aa", "bb", "cc" };
        String[] newStr = (String[]) arrayInc(str, 7);
        print(newStr);
    }

    /**
     * 打印数组
     * 
     * @param obj
     *            数组
     */
    private static void print(Object obj) {
        Class<?> arr = obj.getClass();
        if (!arr.isArray()) {
            return;
        }
        System.out.println("数组长度为：" + Array.getLength(obj));
        System.out.print("数组为：");
        for (int i = 0; i < Array.getLength(obj); i++) {
            System.out.print(Array.get(obj, i) + " ");
        }
    }

    /**
     * 修改数组大小
     * 
     * @param obj
     *            数组
     * @param len
     *            要修改的数组长度
     * @return 修改后的数组
     */
    private static Object arrayInc(Object obj, int len) {
        Class<?> arr = obj.getClass().getComponentType();
        Object newArr = Array.newInstance(arr, len);
        int objLen = Array.getLength(obj);
        System.arraycopy(obj, 0, newArr, 0, objLen);
        return newArr;
    }

}

【运行结果】：

数组长度为：15
数组为：1 2 3 4 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
============================
数组长度为：7
数组为：aa bb cc null null null null

动态代理

【案例】首先来看看如何获得类加载器：

package JavaReflect;

/**
 * 获得类加载器
 */
public class Hello27 {
    public static void main(String[] args) {
        Hello27 t = new Hello27();
        System.out.println("类加载器："
                + t.getClass().getClassLoader().getClass().getName());
    }
}

【运行结果】：类加载器：sun.misc.Launcher$AppClassLoader

其实在java中有三种类类加载器。

1）Bootstrap ClassLoader 此加载器采用c++编写，一般开发中很少见。

2）Extension ClassLoader 用来进行扩展类的加载，一般对应的是jre\lib\ext目录中的类

3）AppClassLoader 加载classpath指定的类，是最常用的加载器。同时也是java中默认的加载器。

如果想要完成动态代理，首先需要定义一个InvocationHandler接口的子类，已完成代理的具体操作。

package JavaReflect;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

import org.omg.CORBA.SystemException;
import org.omg.CORBA.portable.InputStream;
import org.omg.CORBA.portable.InvokeHandler;
import org.omg.CORBA.portable.OutputStream;
import org.omg.CORBA.portable.ResponseHandler;

/**
 * 定义接口
 */
interface Subject {
    public String say(String name, int age);
}

/**
 * 接口实现
 */
class RealSubject implements Subject {
    @Override
    public String say(String name, int age) {
        return name + " " + age;
    }
}

class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
    private Object obj = null;

    public Object bind(Object obj) {
        this.obj = obj;
        return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj
                .getClass().getInterfaces(), this);
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
            throws Throwable {
        Object temp = method.invoke(this.obj, args);
        return temp;
    }
}

public class Hello28 {
    public static void main(String[] args) {
        MyInvocationHandler demo = new MyInvocationHandler();
        Subject sub = (Subject) demo.bind(new RealSubject());
        String info = sub.say("echo", 20);
        System.out.println(info);
    }

}

【运行结果】：echo 20

类的生命周期

在一个类编译完成之后，下一步就需要开始使用类，如果要使用一个类，肯定离不开JVM。在程序执行中JVM通过装载，链接，初始化这3个步骤完成。

类的装载是通过类加载器完成的，加载器将.class文件的二进制文件装入JVM的方法区，并且在堆区创建描述这个类的java.lang.Class对象。用来封装数据。但是同一个类只会被类装载器装载一次

链接就是把二进制数据组装为可以运行的状态。

链接分为校验，准备，解析这3个阶段

校验一般用来确认此二进制文件是否适合当前的JVM（版本），

准备就是为静态成员分配内存空间，并设置默认值

解析指的是转换常量池中的代码作为直接引用的过程，直到所有的符号引用都可以被运行程序使用（建立完整的对应关系）

完成之后，类型也就完成了初始化，初始化之后类的对象就可以正常使用了，直到一个对象不再使用之后，将被垃圾回收。释放空间。

当没有任何引用指向Class对象时就会被卸载，结束类的生命周期

将反射用于工厂模式

先来看看，如果不用反射的时候的工厂模式吧：

package JavaReflect;

/**
 * 设计模式之工厂模式
 */
interface fruit {
    public abstract void eat();
}

class Apple implements fruit {
    public void eat() {
        System.out.println("Apple");
    }
}

class Orange implements fruit {
    public void eat() {
        System.out.println("Orange");
    }
}

/**
 * 构造工厂 也就是说以后如果我们在添加其他的实例的时候只需要修改工厂类就行了
 */
class Factory {
    public static fruit getInstance(String fruitName) {
        fruit f = null;
        if ("Apple".equals(fruitName)) {
            f = new Apple();
        }
        if ("Orange".equals(fruitName)) {
            f = new Orange();
        }
        return f;
    }
}

public class Hello29 {
    public static void main(String[] args) {
        fruit f = Factory.getInstance("Apple");
        f.eat();
    }
}

【运行结果】：Apple

这样，当我们在添加一个子类的时候，就需要修改工厂类了。如果我们添加太多的子类的时候，改的就会很多。

现在我们看看利用反射机制：（在上面代码基础上新增反射机制的工厂类）

package JavaReflect;

/**
 * 利用反射机制修改工厂类
 */
class FactoryReflect {
    public static fruit getInstance(String className) {
        fruit f = null;
        try {
            f = (fruit) Class.forName(className).newInstance();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return f;
    }
}

public class Hello30 {
    public static void main(String[] args) {
        fruit f = FactoryReflect.getInstance("JavaReflect.Apple");
        if (f != null) {
            f.eat();
        }
    }
}

【运行结果】：Apple

现在就算我们添加任意多个子类的时候，工厂类就不需要修改。

上面的代码虽然可以通过反射取得接口的实例，但是需要传入完整的包和类名。而且用户也无法知道一个接口有多少个可以使用的子类，所以我们通过属性文件的形式配置所需要的子类。

下面我们来看看：结合属性文件的工厂模式

首先创建一个fruit.properties的资源文件，是source文件哦，放在名称为pro的source folder,

内容为：

apple=JavaReflect.Apple
orange=JavaReflect.Orange

　然后编写主类代码：

package JavaReflect;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.util.Properties;

/**
 * 操作属性文件类
 */
class init {
    public static Properties getPro() throws FileNotFoundException, IOException {
        Properties pro = new Properties();
        File f = new File(".\\pro\\fruit.properties");
        if (f.exists()) {
            pro.load(new FileInputStream(f));
        } else {
            pro.setProperty("apple", "JavaReflect.Apple");
            pro.setProperty("orange", "JavaReflect.Orange");
            pro.store(new FileOutputStream(f), "FRUIT CLASS");
        }
        return pro;
    }
}

public class Hello31 {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException,
            IOException {
        Properties pro = init.getPro();
        fruit f = FactoryReflect.getInstance(pro.getProperty("apple"));
        if (f != null) {
            f.eat();
        }
    }

}

【运行结果】：Apple

通过反射机制修改私有属性名：

package JavaReflect;

import java.lang.reflect.Field;

/**
 * 私有属性类
 */
class Private {
    private String name = "echo";

    public String getName() {
        return name;
    }
}

/**
 * 通过反射机制修改私有属性名
 */
public class Hello32 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Private p = new Private();
        Class<?> demo = p.getClass();
        Field field = demo.getDeclaredField("name");
        field.setAccessible(true);
        //重设私有属性的指
        //set()方法第一个参数表示调用set的对象，第二个参数填充进去的值 
        field.set(p, "lisi");
        System.out.println(p.getName());
    }
}

【运行结果】：lisi