java反射机制实例解析

在 Java 运行时环境中，对于任意一个类，能否知道这个类有哪些属性和方法？对于任意
一个对象，能否调用它的任意一个方法？答案是肯定的。这种动态获取类的信息，以及动态
调用对象的方法的功能来自于Java 语言的反射（Reflection）机制。Java 反射机制主要提供
了以下功能：
在运行时判断任意一个对象所属的类；
在运行时构造任意一个类的对象；
在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法；
在运行时调用任意一个对象的方法；
生成动态代理。

在 JDK 中，主要由以下类来实现Java 反射机制，这些类都位于java.lang.reflect
包中。
Class类：代表一个类。
Field类：代表类的成员变量（成员变量也称为类的属性）。
Method类：代表类的方法。
Constructor 类：代表类的构造方法。
Array类：提供了动态创建数组，以及访问数组元素的静态方法。
如例程1所示DumpMethods 类演示了Reflection API的基本作用，它读取命令
行参数指定的类名，然后打印这个类所具有的方法信息：
例程1：DumpMethods.java

importjava.lang.reflect.*;

publicclassDumpMethods{
publicstaticvoidmain(Stringargs[])throwsException{
//加载并初始化命令行参数指定的类
ClassclassType=Class.forName(args[0]);
//获得类的所有方法
Methodmethods[]=classType.getDeclaredMethods();
for(inti=0;i<methods.length;i++)
System.out.println(methods[i].toString());
}
}

import java.lang.reflect.*;

public class DumpMethods {
	public static void main(String args[]) throws Exception {
		// 加载并初始化命令行参数指定的类
		Class classType = Class.forName(args[0]);
		// 获得类的所有方法
		Method methods[] = classType.getDeclaredMethods();
		for (int i = 0; i < methods.length; i++)
			System.out.println(methods[i].toString());
	}
}

运行命令“java DumpMethods java.util.Stack”，就会显示java.util.Stack类所具有的方法，程序的打印结果如下：
public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.pop()
public java.lang.Object java.util.Stack.push(java.lang.Object)
public boolean java.util.Stack.empty()
public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.peek()
public synchronized int java.util.Stack.search(java.lang.Object)
如例程2 所示ReflectTester 类进一步演示了Reflection API 的基本使用方法。
ReflectTester 类有一个copy(Object object)方法，这个方法能够创建一个和参数object同样类型的对象，然后把object对象中的所有属性复制到新建的对象中，并将它返回。这个例子只能复制简单的JavaBean，假定JavaBean的每个属性都有public类型的
getXXX()和setXXX()方法。
例程2 ReflectTester.java

importjava.lang.reflect.*;

publicclassReflectTester{
publicObjectcopy(Objectobject)throwsException{
//获得对象的类型
ClassclassType=object.getClass();
System.out.println("Class:"+classType.getName());
//通过默认构造方法创建一个新的对象
ObjectobjectCopy=classType.getConstructor(newClass[]{})
.newInstance(newObject[]{});
//获得对象的所有属性
Fieldfields[]=classType.getDeclaredFields();
for(inti=0;i<fields.length;i++){
Fieldfield=fields[i];
StringfieldName=field.getName();
StringfirstLetter=fieldName.substring(0,1).toUpperCase();
//获得和属性对应的getXXX()方法的名字
StringgetMethodName="get"+firstLetter+fieldName.substring(1);
//获得和属性对应的setXXX()方法的名字
StringsetMethodName="set"+firstLetter+fieldName.substring(1);
//获得和属性对应的getXXX()方法
MethodgetMethod=classType.getMethod(getMethodName,
newClass[]{});
//获得和属性对应的setXXX()方法
MethodsetMethod=classType.getMethod(setMethodName,
newClass[]{field.getType()});
//调用原对象的getXXX()方法
Objectvalue=getMethod.invoke(object,newObject[]{});
System.out.println(fieldName+":"+value);
//调用复制对象的setXXX()方法
setMethod.invoke(objectCopy,newObject[]{value});
}
returnobjectCopy;
}

publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{
Customercustomer=newCustomer("Tom",21);
customer.setId(newLong(1));
CustomercustomerCopy=(Customer)newReflectTester().copy(customer);
System.out.println("Copyinformation:"+customerCopy.getName()+""
+customerCopy.getAge());
}
}

classCustomer{//Customer类是一个JavaBean
privateLongid;
privateStringname;
privateintage;

publicCustomer(){
}

publicCustomer(Stringname,intage){
this.name=name;
this.age=age;
}

publicLonggetId(){
returnid;
}

publicvoidsetId(Longid){
this.id=id;
}

publicStringgetName(){
returnname;
}

publicvoidsetName(Stringname){
this.name=name;
}

publicintgetAge(){
returnage;
}

publicvoidsetAge(intage){
this.age=age;
}
}

import java.lang.reflect.*;

public class ReflectTester {
	public Object copy(Object object) throws Exception {
		// 获得对象的类型
		Class classType = object.getClass();
		System.out.println("Class:" + classType.getName());
		// 通过默认构造方法创建一个新的对象
		Object objectCopy = classType.getConstructor(new Class[] {})
				.newInstance(new Object[] {});
		// 获得对象的所有属性
		Field fields[] = classType.getDeclaredFields();
		for (int i = 0; i < fields.length; i++) {
			Field field = fields[i];
			String fieldName = field.getName();
			String firstLetter = fieldName.substring(0, 1).toUpperCase();
			// 获得和属性对应的getXXX()方法的名字
			String getMethodName = "get" + firstLetter + fieldName.substring(1);
			// 获得和属性对应的setXXX()方法的名字
			String setMethodName = "set" + firstLetter + fieldName.substring(1);
			// 获得和属性对应的getXXX()方法
			Method getMethod = classType.getMethod(getMethodName,
					new Class[] {});
			// 获得和属性对应的setXXX()方法
			Method setMethod = classType.getMethod(setMethodName,
					new Class[] { field.getType() });
			// 调用原对象的getXXX()方法
			Object value = getMethod.invoke(object, new Object[] {});
			System.out.println(fieldName + ":" + value);
			// 调用复制对象的setXXX()方法
			setMethod.invoke(objectCopy, new Object[] { value });
		}
		return objectCopy;
	}

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		Customer customer = new Customer("Tom", 21);
		customer.setId(new Long(1));
		Customer customerCopy = (Customer) new ReflectTester().copy(customer);
		System.out.println("Copy information:" + customerCopy.getName() + " "
				+ customerCopy.getAge());
	}
}

class Customer { // Customer类是一个JavaBean
	private Long id;
	private String name;
	private int age;

	public Customer() {
	}

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

	public Long getId() {
		return id;
	}

	public void setId(Long id) {
		this.id = id;
	}

	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;
	}
}

执行结果：Class:Customer
id:1
name:Tom
age:21
Copy information:Tom 21
Class类是Reflection API中的核心类，它有以下方法。
getName()：获得类的完整名字。
getFields()：获得类的public类型的属性。
getDeclaredFields()：获得类的所有属性。
getMethods()：获得类的public类型的方法。
getDeclaredMethods()：获得类的所有方法。
getMethod(String name, Class[] parameterTypes)：获得类的特定方法，name 参
数指定方法的名字，parameterTypes参数指定方法的参数类型。
getConstrutors()：获得类的public类型的构造方法。
getConstrutor(Class[] parameterTypes)：获得类的特定构造方法，parameterTypes参数指定构造方法的参数类型。

如例程3 所示的InvokeTester 类的main()方法中，运用反射机制调用一个
InvokeTester 对象的add()和echo()方法。
例程3 InvokeTester.java

importjava.lang.reflect.*;

publicclassInvokeTester{
publicintadd(intparam1,intparam2){
returnparam1+param2;
}

publicStringecho(Stringmsg){
return"echo:"+msg;
}

publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{
ClassclassType=InvokeTester.class;
ObjectinvokeTester=classType.newInstance();
//调用InvokeTester对象的add()方法
MethodaddMethod=classType.getMethod("add",newClass[]{int.class,
int.class});
Objectresult=addMethod.invoke(invokeTester,newObject[]{
newInteger(100),newInteger(200)});
System.out.println((Integer)result);
//调用InvokeTester对象的echo()方法
MethodechoMethod=classType.getMethod("echo",
newClass[]{String.class});
result=echoMethod.invoke(invokeTester,newObject[]{"Hello"});
System.out.println((String)result);
}
}

import java.lang.reflect.*;

public class InvokeTester {
	public int add(int param1, int param2) {
		return param1 + param2;
	}

	public String echo(String msg) {
		return "echo:" + msg;
	}

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		Class classType = InvokeTester.class;
		Object invokeTester = classType.newInstance();
		// 调用InvokeTester对象的add()方法
		Method addMethod = classType.getMethod("add", new Class[] { int.class,
				int.class });
		Object result = addMethod.invoke(invokeTester, new Object[] {
				new Integer(100), new Integer(200) });
		System.out.println((Integer) result);
		// 调用InvokeTester对象的echo()方法
		Method echoMethod = classType.getMethod("echo",
				new Class[] { String.class });
		result = echoMethod.invoke(invokeTester, new Object[] { "Hello" });
		System.out.println((String) result);
	}
}

执行结果：300
echo:Hello
add()方法的两个参数为int 类型，获得表示add()方法的Method对象的代码如下：
Method addMethod=classType.getMethod("add",new Class[]{int.class,int.class});
Method类的invoke(Object obj,Object args[])方法接收的参数必须为对象，如果参数为基本类型数据，必须转换为相应的包装类型的对象。invoke()方法的返回值总是对象，
如果实际被调用的方法的返回类型是基本类型数据，那么invoke()方法会把它转换为相
应的包装类型的对象，再将其返回。
在本例中，尽管InvokeTester 类的add()方法的两个参数及返回值都是int 类型，调
用addMethod对象的invoke()方法时，只能传递Integer 类型的参数，并且invoke()方法的返回类型也是Integer 类型，Integer 类是int 基本类型的包装类：