从Introspector谈Java内省机制

内省

内省是Java语言的一种重要特性。使用内省我们可以在运行时得到一个类的内部信息。这些信息包括方法、属性、构造函数及其他。内省的一个应用是开发使用插件的应用程序。应用程序可以在运行时获取并使用插件类的构造函数、方法和属性。内省也可以应用于创建Java Beans和Javadocs中。

Introspector类

Introspector类为访问目标Jave Bean支持的属性、事件和方法提供了标准方法。该方法可用于工具类（如BeanUtils）中。

对于属性、事件和方法中的每一类信息，Introspector会分别分析目标bean以及其父类，寻找显式或隐式信息并用其构建一个能够全面描述目标bean的BeanInfo对象。

通过调用Introspector.getBeanInfo()方法来获得指定类的bean信息。Java Bean规范允许通过实现BeanInfo接口，定义一个对象来描述bean。为了将BeanInfo与bean关联起来，须遵守如下命名模式：bean信息类的名字必须是将"BeanInfo"添加到bean名字的后面构成。例如：

package com.cwind.introspector;

public class Ultraman extends Superhero {
        public String avanta ;

        public Ultraman(String avanta) {
               super ();
               this .avanta = avanta;
       }

        public String getAvanta() {
               return avanta ;
       }

        public void setAvanta(String avanta) {
               this .avanta = avanta;
       }
}

 相关信息类：

package com.cwind.introspector;

import java.beans.IntrospectionException;
import java.beans.PropertyDescriptor;
import java.beans.SimpleBeanInfo;

public class UltramanBeanInfo extends SimpleBeanInfo {
        public PropertyDescriptor[] getPropertyDescriptors() {
               try {
                      return new PropertyDescriptor[]{
                            new PropertyDescriptor("avanta" , Ultraman. class),
                            new PropertyDescriptor("name" , Ultraman. class)
                     };
              } catch (IntrospectionException e) {
                     e.printStackTrace();
                      return null ;
              }
       }
}

信息类会先从Bean类所在的包内查找，如上例中搜索路径为com.cwind.introspector.UltramanBeanInfo。搜索路径也可以通过Introspector.setBeanInfoSearchPath()进行设置。使用BeanInfo类是为了获取对bean属性的控制权。只需提供属性名和所属的bean类，就可以为每个属性构建一个PropertyDescriptor。

演示类Superhero及其另一子类Titan定义：

package com.cwind.introspector;

public class Superhero {
     private String name ;
     private String superPower ;
     private int age ;
       
     public Superhero(){
          this.name = "defaultName" ;
          this.superPower  = "defaultSuperPower" ;
          this.age = 0;
     }
       
     public Superhero(String name, String superPower, int age) {
          super();
          this.name = name;
          this.superPower = superPower;
          this.age = age;
     }

     public String getName() {
          return name ;
     }
     public void setName(String name) {
          this.name = name;
     }
     public String getSuperPower() {
          return superPower ;
     }
     public void setSuperPower(String superPower) {
          this.superPower = superPower;
     }
     public int getAge() {
          return age ;
     }
     public void setAge(int age) {
          this.age = age;
     }
}

package com.cwind.introspector;

public class Titan extends Superhero {
     private double height ;
     private double weight ;
       
     public Titan(double height, double weight) {
          super();
          this.height = height;
          this.weight = weight;
     }
       
     public double getHeight() {
          return height ;
     }
     public void setHeight(double height) {
          this.height = height;
     }
     public double getWeight() {
          return weight ;
     }
     public void setWeight(double weight) {
          this.weight = weight;
     }  
}

 

可以看到，Ultraman类有一个显式的BeanInfo类，其中的属性描述符仅包括"avanta"和继承自父类的"name"。Titan没有显式的BeanInfo类。下面用一个测试类来打印Introspector获取的BeanInfo信息，分别打印两个Ultraman和Titan实例的属性名称及其对应的值，比较其异同。

package com.cwind.introspector;

import java.beans.IntrospectionException;
import java.beans.Introspector;
import java.beans.PropertyDescriptor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class IntrospectorTest {
     public static void main(String[] args) throws IntrospectionException, IllegalArgumentException, IllegalAccessException, InvocationTargetException{
          PropertyDescriptor[] ultramanProps = Introspector.getBeanInfo(Ultraman.class).getPropertyDescriptors();
          Ultraman sailor = new Ultraman("sailor" );
          for(PropertyDescriptor prop : ultramanProps){
               System. out.println("Property name: " + prop.getName()+ ", value: "+ prop.getReadMethod().invoke(sailor, null));
          }
          System. out.println();
          PropertyDescriptor[] titanProps = Introspector.getBeanInfo(Titan.class).getPropertyDescriptors();
          Titan titan = new Titan(999,888);
          for(PropertyDescriptor prop : titanProps){
               System. out.println("Property name: " + prop.getName()+ ", value: "+ prop.getReadMethod().invoke(titan, null));
          }
     }
}

 

输出结果如下：

Property name: avanta, value: sailor
Property name: name, value: defaultName

Property name: age, value: 0
Property name: class, value: class com.cwind.introspector.Titan
Property name: height, value: 999.0
Property name: name, value: defaultName
Property name: superPower, value: defaultSuperPower
Property name: weight, value: 888.0

 

可以看到，对于前者，只打印出其显式BeanInfo类中返回的属性描述符所对应的属性；对于后者，使用低层次的反射来获取所有属性，并按照属性名称字母序将属性描述符数组返回。

为了更好的性能，Introspector缓存BeanInfo；因此，若在使用多个类加载器的应用程序中使用Introspector须小心谨慎。可以调用Introspector.flushCaches或Introspector.flushFromCaches方法从缓存中清空内省的类。

Reference：

1. Java API 1.6

2. Java反射总结

3. Java内省机制

4. Java语言的反射和内省

5. Using Introspection in Java

6. Java2核心技术 卷II：高级特性，第8章：JavaBean构件；【美】Cay S. Horstmann, Gary Cornell 著；机械工业出版社