Java反射机制

Java语言允许通过程序化的方式间接对Class进行操作。Class文件由类装载器装载后，在JVM中将形成一份描述Class结构的元信息对象，通过该元信息对象可以获知Class的结构信息，如构造函数、属性和方法等。Java允许用户借由这个与Class相关的元信息对象间接调用Class对象的功能，这就为使用程序化方式操作Class对象开辟了途径。

我们将从一个简单的例子开始探访Java反射机制的征程。下面的Car类拥有两个构造函数、一个方法及3个属性，代码如下：

package com.jwen.reflect;

public class Car {
    private String brand;
    private String color;
    private int maxSpeed;
    //默认构造函数
    public Car(){}
    //带参构造函数
    public Car(String brand, String color, int maxSpeed) {
        super();
        this.brand = brand;
        this.color = color;
        this.maxSpeed = maxSpeed;
    }
    //未带参的方法
    public void introduce(){
        System.out.println("brand:"+brand+";color:"+color+";maxSpeed:"+maxSpeed);
    }
    //省略getter、setter方法
}

一般情况下，我们会使用如下代码创建Car的实例：

Car car = new Car();

car.setBrand("宝马3系");

或者

Car car = new Car("宝马3系","蓝色",200);

以上两种方法都采用传统方式直接调用目标类的方法。下面通过Java反射机制以一种间接的方式操控目标类，代码如下：

package com.jwen.reflect;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;

public class ReflectTest {
    public static Car initByDefaultConst() throws Throwable{
        //①通过类装载器获取Car类对象
        ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
        Class clazz = loader.loadClass("com.jwen.reflect.Car");
        
        //②获取类的默认构造器对象并通过它实例化Car
        Constructor<Car>  cons = clazz.getDeclaredConstructor(null);
        Car car = cons.newInstance();
        
        //③通过反射方法设置属性
        Method setBrand = clazz.getMethod("setBrand", String.class);
        setBrand.invoke(car, "宝马3系");
        Method setColor = clazz.getMethod("setColor", String.class);
        setColor.invoke(car, "蓝色");
        Method setMaxSpeed = clazz.getMethod("setMaxSpeed", int.class);
        setMaxSpeed.invoke(car, 200);
        
        return car;
    }
    
    public static void main(String[] args) throws Throwable {
        Car car = initByDefaultConst();
        car.introduce();
    }
}

运行以上程序，在控制台上将打印出一下信息：

brand:宝马3系;color:蓝色;maxSpeed:200

这说明我们完全可以通过编程方式调用Class的各项功能，与通过构造函数和方法直接调用类功能的效果是一致的，只不过前者是间接调用，后者是直接调用罢了。

在ReflectTest中使用了几个重要的反射类，分别是ClassLoader、Class、Constructor和Method。通过这些反射类就可以间接调用目标Class的各项功能，在①处，我们获取当前线程的ClassLoader，然后通过指定的全限定类名“com.jwen.reflect.Car”装软Car类对应的反射实例。在②处，我们通过Car的反射类对象获取Car的构造函数对象cons, 通过构造函数对象的newlnstrance()方法实例化Car对象，其效果等同于new Car()，在 ③处，我们又通过Car的反射类对象的getMethod(String mcthodName，Class paramClass) 获取属性的Setter方法对象，其中第一个参数是目标Class的方法名：第二个参数是方法入参的对象类型。在获取方法反射对象后，即可通过invoke(Object obj，Object param)方法调用目标类的方法，该方法的第一个参数是操作的目标类对象实例，第二个参数是目标方法的入参。

粗体所示部分的信息即通过反射方法操控目标类的元信息，如果我们将这些信息以一个配置文件的方式提供，就可以使用Java语言的反射功能编写一段通用的代码，对类似于Car的类进行实例化及功能调用操作。