Java
反射机制
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摘要<o:p></o:p>
Reflection
是
Java
被视为动态(或准动态)语言的一个关键性质。这个机制允许程序在运行时透过
Reflection APIs
取得任何一个已知名称的
class
的内部信息,包括其
modifiers
(诸如
public, static
等等)、
superclass
(例如
Object
)、实现之
interfaces
(例如
Cloneable
),也包括
fields
和
methods
的所有信息,并可于运行时改变
fields
内容或唤起
methods
。本文借由实例,大面积示范
Reflection APIs
。
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关于本文:<o:p></o:p>
读者基础:具备
Java
语言基础。
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本文适用工具:
JDK1.5<o:p></o:p>
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关键词:<o:p></o:p>
Introspection
(内省、内观)
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Reflection
(反射)
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有时候我们说某个语言具有很强的动态性,有时候我们会区分动态和静态的不同技术与作法。我们朗朗上口动态绑定(
dynamic binding
)、动态链接(
dynamic linking
)、动态加载(
dynamic loading
)等。然而
“
动态
”
一词其实没有绝对而普遍适用的严格定义,有时候甚至像对象导向当初被导入编程领域一样,一人一把号,各吹各的调。
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一般而言,开发者社群说到动态语言,大致认同的一个定义是:
“
程序运行时,允许改变程序结构或变量类型,这种语言称为动态语言
”
。从这个观点看,
Perl
,
Python
,
Ruby
是动态语言,
C++
,
Java
,
C#
不是动态语言。
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尽管在这样的定义与分类下
Java
不是动态语言,它却有着一个非常突出的动态相关机制:
Reflection
。这个字的意思是
“
反射、映象、倒影
”
,用在
Java
身上指的是我们可以于运行时加载、探知、使用编译期间完全未知的
classes
。换句话说,
Java
程序可以加载一个运行时才得知名称的
class
,获悉其完整构造(但不包括
methods
定义),并生成其对象实体、或对其
fields
设值、或唤起其
methods
1
。这种
“
看透
class
”
的能力(
the ability of the program to examine itself
)被称为
introspection
(
内省、内观、反省
)。
Reflection
和
introspection
是常被并提的两个术语。
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Java
如何能够做出上述的动态特性呢?这是一个深远话题,本文对此只简单介绍一些概念。整个篇幅最主要还是介绍
Reflection APIs
,也就是让读者知道如何探索
class
的结构、如何对某个
“
运行时才获知名称的
class
”
生成一份实体、为其
fields
设值、调用其
methods
。本文将谈到
java.lang.Class
,以及
java.lang.reflect
中的
Method
、
Field
、
Constructor
等等
classes
。
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“
Class
”
class<o:p></o:p>
众所周知
Java
有个
Object class
,是所有
Java classes
的继承根源,其内声明了数个应该在所有
Java class
中被改写的
methods
:
hashCode()
、
equals()
、
clone()
、
toString()
、
getClass()
等。其中
getClass()
返回一个
Class object
。
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Class class
十分特殊。它和一般
classes
一样继承自
Object
,其实体用以表达
Java
程序运行时的
classes
和
interfaces
,也用来表达
enum
、
array
、
primitive Java types
(
boolean, byte, char, short, int, long, float, double
)以及关键词
void
。当一个
class
被加载,或当加载器(
class loader
)的
defineClass()
被
JVM
调用,
JVM
便自动产生一个
Class object
。如果您想借由
“
修改
Java
标准库源码
”
来观察
Class object
的实际生成时机(例如在
Class
的
constructor
内添加一个
println()
),不能够!因为
Class
并没有
public constructor
(见
图
1
)。本文最后我会拨一小块篇幅顺带谈谈
Java
标准库源码的改动办法。
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Class
是
Reflection
故事起源。针对任何您想探勘的
class
,唯有先为它产生一个
Class object
,接下来才能经由后者唤起为数十多个的
Reflection APIs
。这些
APIs
将在稍后的探险活动中一一亮相。
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#001 public final<o:p></o:p>
#002 class
Class
<T>
implements java.io.Serializable,<o:p></o:p>
#003 java.lang.reflect.GenericDeclaration,<o:p></o:p>
#004 java.lang.reflect.Type,<o:p></o:p>
#005 java.lang.reflect.AnnotatedElement {<o:p></o:p>
#006
private
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