Java的反射Reflect

作者: 沐风之境
  1. 文章结构

  1. 反射是什么?

反射是提供了能够动态操作Java代码的工具集程序。有一下几种能力

  1. 在运行时分析类的能力
  2. 在运行时查看对象
  3. 实现通用的数组操作代码
    参考:《Java核心技术:卷1》第190页-反射章节

下面的简单的反射代码例子可以感受一下(摘取自《Thinking in Java》反射章节)

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.regex.Pattern;

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

    public void sayHello() {
        System.out.println("My name is " + name + " and " + age +" years old");
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public String getAge() {
        return age;
    }
}

public class ShowMethods {
    private static final String usage = "usage: \n"+
    "ShowMethods qualified.class.name\n"+
    "To Show all methods in class or:" +
    "ShowMethods qualified.class.name word\n" +
    "To search for methods involving word";

    private static final Pattern pattern = Pattern.compile("\\w+\\.");
    public static void main(String[] args) {
        if (args.length < 1) {
            System.out.println(usage);
            System.exit(0);
        }

        int lines = 0;
        try {
            Class<?> c = Class.forName(args[0]);
            Method[] methods = c.getMethods();
            c.getMethod(name, parameterTypes)
            Constructor[] ctors = c.getConstructors();
            if (args.length == 1) {
                System.out.println("===========下面是方法===========");
                for (Method method : methods) {
                    System.out.println(pattern.matcher(method.toString()).replaceAll(""));
                }
                System.out.println("===========下面是构造器===========");
                for(Constructor ctor : ctors) {
                    System.out.println(pattern.matcher(ctor.toString()).replaceAll(""));
                }
                lines = methods.length + ctors.length;
                System.out.println("===========下面是方法===========");
                for (Method method : methods) {
                    if (method.toString().indexOf(args[1]) != -1) {
                        System.out.println(pattern.matcher(method.toString()).replaceAll(""));
                        lines++;
                    }
                }
                System.out.println("===========下面是构造器===========");
                for(Constructor ctor : ctors) {
                    if (ctor.toString().indexOf(args[1]) != -1) {
                        System.out.println(pattern.matcher(ctor.toString()).replaceAll(""));
                    }
                    lines++;
                }

            }
            System.out.println("No such class: " + e);
        }
    }
}
  1. 反射的应用

反射在平时的业务开发中其实自己去实现的频率并不高,更多的是用注解的形式去使用反射机制,而且大部分开发常用的注解都框架都已经实现,只有很少部分都注解需要自己去实现。如果你学习偏向于业务程序的开发,而不是库的开发。可以选择性的学习反射的相关知识。

有如下的应用:

  1. 用于自定义注解的读取

  2. 外部的包和库没有源码的时候,可以用反射的方式去间接的查看类的定义

  3. 工具,库,框架的开发过程中经常使用

  4. 反射中常用到的中间类以及类上面的方法

使用反射常见的过程是:

  1. 获取目标对象

  2. 功过getClass()方法获取改对象实例的Class类

  3. 在Class上通过getDeclaredFields(),getDeclaredMethods(), getConstructor()等方法获取你感兴趣的部分

  4. 通过getName()获取目标部分定义的名字,Field.getType()获取定义的类型等

  5. 通过获取到感兴趣的类结构信息后将信息做相对应的处理

    4.1. Construct对象

使用反射的第一个入口就是获取实例对象的Class类对象。

class.getContructs()获取构造器列表

4.2 Method对象

class.getMethods()和class.getDeclaredmethods()可以获取改类上面的定义的方法,类上定义的方法等类型是Method对象

getMetheds() 和 getDeclaredMethods()的区别是,前者只会返回权限修饰符是public的方法,而后者是访问类上定义的所有的方法,但不包括父类上面的方法。

4.3. Field对象

class.getFields()或class.getDeclaredFields()。返回类上定义的属性列表。两者却别和上面相同。通过Field对象们可以访问到类上属性的定义

Field.getType()方法可以获取改域定义的数据类型

4.4. Modifier对象

此对象为访问修饰符对象,常用的静态方法是toString(int modifiers),返回构造器,域,方法上的访问修饰符的字符串形式。在构造器,域,方法上获取访问修饰符的通用方法是getModifiers()

int modifiers = Class.getMethods()[0].getModifiers();
Modifier.toString(modifiers); // => "public final"之类的

还是有 isPublic(), isPrivate(),。。。。以此类推。

4.4. Construct,Field,Method上的通用方法

  • getName()方法,此方法可以获取定义的对象的代码名字字符串。

  • getModifiers()方法,获取访问修饰符

  • 使用案例

参考原文

需求描述:定义一个注解 @Length(int min, int max, String message)用在类的字符串属性上,定义该字符串的长度在定义的范围内。

5.1. 第一步:先定义注解

@Target()
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Length {
  int min;
  int max;
  String message;
}

因为是用在类属性上,所以注解的的@Target元注解为Field,还有因为注解需要在运行时被读取,所以@Retention元注解要为runtime。

5.2. 第二步:获取注解并进行验证

public static String validate(Object target) throws IllegalAccessException {
  // 为了方便演示,健壮性代码就不写了
  Field[] declaredFields = target.getClass().getDeclaredFields();
  for (Field field : declaredFields) {
    boolean isLengthAnnotation = field.isAnnotationPresent(Length.class);
    if (isLengthAnnotation) {
      Length length = field.getAnnotation(Length.class);
      field.setAccessible(true); // 为了也能够获取访问修饰符不为public的属性的值
      int valueActuallyLength = ((String)field.get(target)).length();
      if (valueActuallyLength < length.min() || valueActuallyLength > length.max()) {
        return length.message();
      }
    }
  }
  return null;
}

参考资料

《Java核心技术:卷1》

《Thinking in Java》

注解案例

原文创作:沐风之境

原文链接:https://www.cnblogs.com/mufeng3421/p/12883488.html

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