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。
二、Java反射机制主要提供了以下功能
1.在运行时判断任意一个对象所属的类。
2.在运行时构造任意一个类的对象。
3.在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。
4.在运行时调用任意一个对象的方法。
三、Class对象
要想使用反射,首先需要获得待操作的类所对应的Class对象。
Java中,无论生成某个类的多少个对象,这些对象都会对应于同一个Class对象。
这个Class对象是由JVM生成的,通过它能够获悉整个类的结构。
常用的获取Class对象的3种方式:
1.使用Class类的静态方法。例如:
Class.forName("java.lang.String");
2.使用类的.class语法。例如:
String.class;
3.使用对象的getClass()方法。如:
String str = "aa";
Class<?> classType1 = str.getClass();
getClass()方法定义在Object类中,不是静态方法,需要通过对象来调用,并且它声明为final,表明不能被子类所覆写。
直接print所获得的Class对象classType会输出:
class 完整类名
如果调用该Class对象的getName()方法,则输出完整类名,不加class。
四、 利用反射调用私有方法、访问私有属性
利用反射,首先是Class对象的获取,之后是Method和Field对象的获取。
以Method为例,从文档中可以看到:
getMethod()方法返回的是public的Method对象,
而getDeclaredMethod()返回的Method对象可以是非public的。
Field的方法同理。
访问私有属性和方法,在使用前要通过AccessibleObject类(Constructor、 Field和Method类的基类)中的setAccessible()方法来抑制Java访问权限的检查。
1、调用私有方法
假设有这样一个类,其中包含私有方法。
public class PrivateClass
{
private String sayHello(String name)
{
return "Hello: " + name;
}
}
利用反射机制在外部访问该方法。
import java.lang.reflect.Method;
public class TestPrivate
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
PrivateClass p = new PrivateClass();
Class<?> classType = p.getClass();
// 获取Method对象
Method method = classType.getDeclaredMethod("sayHello",
new Class[] { String.class });
method.setAccessible(true); // 抑制Java的访问控制检查
// 如果不加上上面这句,将会Error: TestPrivate can not access a member of class PrivateClass with modifiers "private"
String str = (String) method.invoke(p, new Object[] { "zhangsan" });
System.out.println(str);
}
}
2、 访问私有属性
一个包含私有属性的类。
public class PrivateClass2
{
private String name = "zhangsan";
public String getName()
{
return name;
}
}
利用反射修改其私有属性的值。
import java.lang.reflect.Field;
public class TestPrivate2
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
PrivateClass2 p = new PrivateClass2();
Class<?> classType = p.getClass();
Field field = classType.getDeclaredField("name");
field.setAccessible(true); // 抑制Java对修饰符的检查
field.set(p, "lisi");
System.out.println(p.getName());
}
}
五、利用反射进行对象拷贝
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对象中的所有属性拷贝到新建的对象中,并将它返回。
这个例子只能复制简单的类,假定类的每个属性都有public类型的getXXX()和setXXX()方法。
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
public class ReflectTester
{
// 该方法实现对Customer对象的拷贝操作
public Object copy(Object object) throws Exception
{
Class<?> classType = object.getClass();
/* 生成新的对象的讨论
// 获得Constructor对象,此处获取第一个无参数的构造方法的
Constructor cons = classType.getConstructor(new Class[] {});//不带参数,所以传入一个为空的数组
// 通过构造方法来生成一个对象
Object obj = cons.newInstance(new Object[] {});
// 以上两行代码等价于:
Object obj11 = classType.newInstance(); // 这行代码无法处理构造函数有参数的情况
//用第二个带参数的构造方法生成对象
Constructor cons2 = classType.getConstructor(new Class[] {String.class, int.class});
Object obj2 = cons2.newInstance(new Object[] {"ZhangSan",20});
*/
Object objectCopy = classType.getConstructor(new Class[]{}).newInstance(new Object[]{});
//获得对象的所有成员变量
Field[] fields = classType.getDeclaredFields();
for(Field field : fields)
{
//获取成员变量的名字
String name = field.getName(); //获取成员变量的名字,此处为id,name,age
//System.out.println(name);
//获取get和set方法的名字
String firstLetter = name.substring(0,1).toUpperCase(); //将属性的首字母转换为大写
String getMethodName = "get" + firstLetter + name.substring(1);
String setMethodName = "set" + firstLetter + name.substring(1);
//System.out.println(getMethodName + "," + setMethodName);
//获取方法对象
Method getMethod = classType.getMethod(getMethodName, new Class[]{});
Method setMethod = classType.getMethod(setMethodName, new Class[]{field.getType()});//注意set方法需要传入参数类型
//调用get方法获取旧的对象的值
Object value = getMethod.invoke(object, new Object[]{});
//调用set方法将这个值复制到新的对象中去
setMethod.invoke(objectCopy, new Object[]{value});
}
return objectCopy;
}
public static void main(String[] args) throws Exception
{
Customer customer = new Customer("Tom",20);
customer.setId(1L);
ReflectTester tester = new ReflectTester();
Customer customer2 = (Customer)tester.copy(customer);
System.out.println(customer2.getId() + "," + customer2.getName() + "," + customer2.getAge());
}
}
class Customer
{
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;
}
}
步骤:
ReflectTester 类的copy(Object object)方法依次执行以下步骤
(1)获得对象的类型:
Class classType=object.getClass();
System.out.println("Class:"+classType.getName());
(2)通过默认构造方法创建一个新对象:
Object objectCopy=classType.getConstructor(new Class[]{}).newInstance(new Object[]{});
以上代码先调用Class类的getConstructor()方法获得一个Constructor 对象,它代表默认的构造方法,然后调用Constructor对象的newInstance()方法构造一个实例。
(3)获得对象的所有属性:
Field fields[]=classType.getDeclaredFields();
Class 类的getDeclaredFields()方法返回类的所有属性,包括public、protected、默认和private访问级别的属性。
(4)获得每个属性相应的getXXX()和setXXX()方法,然后执行这些方法,把原来对象的属性拷贝到新的对象中。