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2014
11-29

JAVA中的糕富帅技术——反射（一）


　今天就来谈谈反射机制；学过JAVA的人不一定懂得反射，但是一定听说过反射，不过也仅仅是听说过而已；因为反射用的地方也不会那么多，但是反射用的妙经常会解决我们挠破头皮的大问题。至于诸如为什么叫做反射、而不叫做正射倒射此类的历史问题，还是交给历史学家去研究吧。。。

反射的基石

　　在谈反射之前，我们应该先了解下类的概念来引入。类是一种抽象的概念，举个例子“我爸是李刚我爸李双江”，从这句话中我们发现有李刚、李双江这两个人，我们来抽象它们的特点，我们发现它们都像人。没错，那么我们就可以将人作为它们的一个抽象，反过来说李刚和李双江就是人的一个具体实例；所以我们可以用一个Person类代表人来表示这种抽象。既然理解了类的概念，那些年那些陪我们度过日日夜夜的java类们，我们是不是也应该抽象出一个类来证明一下他们，没错，那就是Class了！

　　Class就是java类的抽象，它抽象出了java的共性，如类的名字、类的构造方法、类的成员变量、类的老爸、类的方法等等等。既然这么说，那么我们通过这个Class，我们就可以得到这个类的方方面面的信息、兴许还能比查户口还详细呢。我们创建出的每一个类，例如person类，说到底也就是我们实例化了一个Class的实例，来保存person类的名字、变量、方法这些信息，在内存中表示就是保存了person类的字节码，如果你理解了这些并且接受了我的看法，那么咱们有共同语言，可以继续往下说。

　　既然person类有拥有自己的字节码，那么我们可以获取到这个字节码吗？答案是肯定的，而且还不止一种方法。参见代码： 


public static void main(String[] args) throws Exception {
　　//第一种方法，直接通过Person类来获取字节码 　　Class cls1 = Person.class;
　　//第二种方法，通过类的实例来获取Person类的字节码 　　Person person = new Person();
　　Class cls2 = person.getClass();
　　//第三种方法，调用Class类的静态方法来获取对应类的字节码，该方法会抛出异常 　　Class cls3 = Class.forName("Person");
}

　　从代码中看，我们可以断定：Person类的字节码就是Class的具体实例；我们也可以猜到，至于类的字节码有包含什么东东，大家尽管猜吧，后面我会慢慢讲解。我们再来看看下面的代码： 

　　System.out.println(cls1 == cls2);
　　System.out.println(cls2 == cls3);

我们运行程序，会发现输出了：

true
true

这三个玩意竟然是同一个东西，那么就很好解释了：在java的虚拟机中，每一个类都会被保存成为一个字节码，用来保存该类的信息如名字、父类、变量、方法等。一个类的字节码在虚拟机中有且只有一个，也就是在第一次加载该类的时候会将类的字节码加载到java虚拟机中，而上面有三种方法可以从虚拟机中获取类的字节码（PS:第三种方法最为常用），但是你别疑惑获取这个字节码干嘛嘛用，我们要反射嘛，说白了我们就是要来强暴这字节码（Class）。。。。。(～ o ～)~zZ

 理解反射

　　既然前面讲解了Class类，现在我们可以开始讲反射了。反射是什么呢？反射就是将类的各种成分映射成各种类，我们知道一个java类可以用一个class的对象来表示，这个类的组成成分有名字、变量、构造方法等信息，我们当然可以用一个个java类的表示。换句话说，表示java类的Class类提供了一系列的方法给我们用来获取其中的变量、方法、构造方法等信息，这些信息也有相应的类的实例来表示，也就是Field、Method、Constructor等等。或者更通俗的说，Field就是java类中的所有变量的抽象、同理Method就是java类中所有方法的抽象，如果还是看不懂，很正常，往下看代码估计更好理解。

构造方法的反射

　　从前面我们知道，Constructor就是java类所有构造方法的抽象。那么我们怎么通过反射来获取类的构造方法呢，参见代码： 


public class Test{ public static void main(String[] args) throws Exception {
        
        Class cls = Person.class;//获取Person类的字节码  Constructor constructor1 = cls.getConstructor();//调用getConstructor()获取Person无参构造方法 Person p1 = (Person) constructor1.newInstance();//通过调用newInstance()来执行无参构造方法  Constructor constructor2 = cls.getConstructor(int.class);//调用getConstructor(*.class)获取Person带参构造方法 Person p2 = (Person) constructor2.newInstance(1);//通过调用newInstance(int)来执行带参构造方法  }

} class Person{ public Person(){System.out.println("无参构造方法");} public Person(int i){System.out.println("带参构造方法");}
}

控制台输出：

无参构造方法
带参构造方法

　　这里我们开始讲解一下，代码通过Person.class来获取Person类的字节码并将其保存在一个Class类的实例cls中，然后再通过cls.getConstructor()来获取字节码中的构造方法并将其放入Constructor的实例constructor之中，很明显，这个constructor并不是Person的构造方法，而是保存Person构造方法的一个实例，所以我们可以通过调用newInstance()来获取保存在constructor中的person类的构造方法并执行，构造方法执行并返回一个Object的实例，并将其强转为Person并保存在person的变量中，这就是调用反射来获取构造方法生成实例的全过程。

　　在代码中，我们也可以知道怎么获取带参的构造方法，这是我们需要在getConstructor()是传入构造方法对应参数的字节码，例如代码中Person(int i)我们需要传入一个int.class（或者是Integet.TYPE）的字节码提供给Class定位需要获取的构造方法。但是如果你比较贪心想获取全部的构造方法，没问题，通过getConstructors()： 

Class cls = Person.class;//获取Person类的字节码 Constructor[] constructors = cls.getConstructors();//调用getConstructor()获取Person无参构造方法 for(Constructor c : constructors){
　　//Person p = c.newInstance(****);遍历执行构造方法 }

然后通过for循环，就可以处理你所需要的构造方法了。

成员变量的反射

　　我们说完了构造方法的反射，我们就接下来谈谈成员变量的反射的用法。惯例还是先看代码： 


public class Test{ public static void main(String[] args) throws Exception {
        
        Person p = new Person("小红", 20);
        
        Class cls = Class.forName("com.net168.test.Person");
        Field fieldName = cls.getField("name"); //fieldNmae的值是小红吗？错！它只是代表Person类身上name的这个变量，并没有对应到对象身上 // System.out.println(fieldNmae); //fieldNmae不代表具体的值，只代表一个变量，所以我们需要传入一个person实例才能获取到其对应的值  System.out.println(fieldName.get(p));
    }

} class Person{ public Person(String name, int age){ this.name = name; this.age = age;
    } public String name; private int age;//对于某些人来说，年龄是秘密！ }

　　跟构造方法的反射的实现差不多，我们也是先通过获取Person的字节码cls，然后从其中将Person的成员变量映射成一个Field类，在这里我们将Person.name这个变量映射成fieldName这个对象，当然我们不可能单纯的从fieldName这个对象中获取咱们的“小红”，因为fieldName是从cls中获取的而并不是从person的实例中获取的，所以它值并不是小红；而是我们可以通过小红这个person的实例p与fieldName联系起来，也就是调用fieldName.get(p)才能获取小红这个字符串。

　　但是我们如果想获取小红年龄呢，女人的年龄大多是秘密，私有变量我们也可以这样获取吗？修改下代码： 

Person p = new Person("小红", 20);
Class cls = Class.forName("com.net168.test.Person");
Field fieldAge = cls.getField("age");
System.out.println(fieldAge.get(p));

执行结果是：

Exception in thread "main" java.lang.NoSuchFieldException: age
at java.lang.Class.getField(Unknown Source)
at com.net168.test.Test.main(Test.java:11)

没有这个字段，明明是有这个age的字段呀！但是我们发现，原来这个女生的年龄是私有的，她就是不肯告诉咱们啊，那怎么办？她不想告诉我们，我们就没法知道了吗？屌丝是不会那么容易屈服的！所以我们可以稍作一点处理，如下： 

Person p = new Person("小红", 20);
Class cls = Class.forName("com.net168.test.Person");
Field fieldAge = cls.getDeclaredField("age");//获取类的私有变量 fieldAge.setAccessible(true);//设置该私有变量可被外面访问 System.out.println(fieldAge.get(p));

可以通过getDeclaredField()来获取Person类的私有变量，而且我们还可以在获取到外界看不到的私有变量后，再通过setAccessible(true)设置该私有变量可以被强制访问。暴力吧，JAVA的反射也被有些人叫做暴力反射。。。运行代码，我们就知道了小红的芳龄 了：20

成员方法的反射

　　如果大家看懂了前面成员变量和构造方法的反射，基本上再了解成员方法的反射就没有什么困难了，不卖关子，还是先上下代码： 


public class Test{ public static void main(String[] args) throws Exception {
        Person p = new Person();
        Class cls = p.getClass();//获取Person的字节码 //获取setName()方法，需要传入参数为String Method method1 = cls.getMethod("setName", String.class);
        method1.invoke(p, "小明");//关联p,输入“小明”并执行该方法 //获取getName()方法，无参则设为null Method method2 = cls.getMethod("getName", null);
        String name = (String) method2.invoke(p, null);//invoke返回的类型为Object  System.out.println(name); //获取静态方法，由于静态方法只依赖与类，所以不需要提供具体的实例 Method method3 = cls.getMethod("show", int.class); // method3.invoke(p, 1);提供具体实例p也可通过编译 method3.invoke(null, 1);
        
    }
} class Person{ public String name; public String getName(){ return name;
    } public void setName(String name){ this.name = name;
        System.out.println("设置name值为：" + name);
    } public static void show(int i){
        System.out.println("这是一个静态方法:" + i);
    }
}

程序运行结果：

设置name值为：小明
小明
这是一个静态方法:1

　　在方法的反射中，我们是利用了Method这个类，由于跟构造方法类似，所以我不就再就获取有参无参的方法的不同之处进行讲解。总体来说，就是通过Person的字节码获取到Person类中对应的方法并将其保存到Method的一个对象中，然后通过这个对象跟Person的具体实例进行搭配，通过invoke()就可以调用到具体实例的对应方法。在这里我们需要注意的时静态方法的反射，由于静态方法属于一个类并不是属于特定的一个对象，所以我们在调用静态方法的invoke()时，并不需要传入一个对象，当然你非要传入一个具体的实例也是没有关系的，答案依然正确。

 


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