Java反射和内省教程

什么是反射？

“反射通常被需要检查或修改运行在Java虚拟机中的应用程序的运行时行为的程序所使用。”这个概念经常与内省introspection混合在一起。以下是它们在Wiki中的定义：

1. 内省是程序在运行时检查对象类型或属性的能力。
2. 反射是程序在运行时检查和修改对象的结构和行为的能力。

从他们的定义来看，内省是反射的一个子集。有些语言支持自省，但不支持反射，例如C++。

内省示例：instanceof操作符确定对象是否属于特定类。

if(obj instanceof Dog){
   Dog d = (Dog)obj;
   d.bark();
}

反射示例：类Class.forName（）方法返回与具有给定名称（字符串和完全限定名）的类/接口关联的类对象。forName方法使具有名称的类初始化。

// with reflection
Class<?> c = Class.forName("classpath.and.classname");
Object dog = c.newInstance();
Method m = c.getDeclaredMethod("bark", new Class<?>[0]);
m.invoke(dog);

在Java中，反射更多的是关于内省，因为您不能更改对象的结构。有一些API可以更改方法和字段的可访问性，但不能更改结构。

为什么我们需要反反射？

反射使我们能够：

• 在运行时检查对象的类
• 在运行时为类构造对象
• 在运行时检查类的字段和方法
• 在运行时调用对象的任何方法
• 更改构造函数、方法和字段的可访问性标志

反射是框架中常用的技术。

例如，JUnit使用反射来查看带有@Test注释的方法，然后在运行单元测试时调用这些方法。（下面是一组如何使用JUnit的示例。）

对于web框架，开发人员在配置文件中定义自己的接口和类的实现。使用反射，框架动态地初始化所需的类。例如，Spring使用bean配置，例如：

<bean id="someID" class="com.programcreek.Foo">
    <property name="someField" value="someValue" />
</bean>

当Spring上下文处理这个<bean>元素时，它将使用类forName（字符串）带参数“com.programcreek.Foo“实例化那个类。然后，它将再次使用反射为<property>元素获取适当的setter，并将其值设置为指定的值。

Servlet web应用程序也使用相同的机制：

<servlet>
    <servlet-name>someServlet</servlet-name>
    <servlet-class>com.programcreek.WhyReflectionServlet</servlet-class>
<servlet>

如何使用反射？

通过使用一组典型的代码示例，可以展示如何使用反射API。

示例1：从对象获取类名

package myreflection;
import java.lang.reflect.Method;
 
public class ReflectionHelloWorld {
	public static void main(String[] args){
		Foo f = new Foo();
		System.out.println(f.getClass().getName());			
	}
}
 
class Foo {
	public void print() {
		System.out.println("abc");
	}
}

输出：

myreflection.Foo

示例2：对未知对象调用方法

对于下面的代码示例，图像对象的类型是未知的。通过使用反射，代码可以使用该对象，并确定该对象是否具有名为“print”的方法，然后调用它。

package myreflection;
import java.lang.reflect.Method;
 
public class ReflectionHelloWorld {
	public static void main(String[] args){
		Foo f = new Foo();
 
		Method method;
		try {
			method = f.getClass().getMethod("print", new Class<?>[0]);
			method.invoke(f);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}			
	}
}
 
class Foo {
	public void print() {
		System.out.println("abc");
	}
}

输出：

abc

例3：从类实例创建对象

public class ReflectionHelloWorld {
	public static void main(String[] args){
		//create instance of "Class"
		Class<?> c = null;
		try{
			c=Class.forName("myreflection.Foo");
		}catch(Exception e){
			e.printStackTrace();
		}
 
		//create instance of "Foo"
		Foo f = null;
 
		try {
			f = (Foo) c.newInstance();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}	
 
		f.print();
	}
}
 
class Foo {
	public void print() {
		System.out.println("abc");
	}
}

例4：获取构造函数并创建实例

import java.lang.reflect.Constructor;
 
public class ReflectionHelloWorld {
	public static void main(String[] args){
		//create instance of "Class"
		Class<?> c = null;
		try{
			c=Class.forName("myreflection.Foo");
		}catch(Exception e){
			e.printStackTrace();
		}
 
		//create instance of "Foo"
		Foo f1 = null;
		Foo f2 = null;
 
		//get all constructors
		Constructor<?> cons[] = c.getConstructors();
 
		try {
			f1 = (Foo) cons[0].newInstance();
			f2 = (Foo) cons[1].newInstance("abc");
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}	
 
		f1.print();
		f2.print();
	}
}
 
class Foo {
	String s; 
 
	public Foo(){}
 
	public Foo(String s){
		this.s=s;
	}
 
	public void print() {
		System.out.println(s);
	}
}

输出：

null
abc

此外，您可以使用类实例来获取实现的接口、超级类、声明字段等。

示例5：通过反射更改数组大小

import java.lang.reflect.Array;
 
public class ReflectionHelloWorld {
	public static void main(String[] args) {
		int[] intArray = { 1, 2, 3, 4, 5 };
		int[] newIntArray = (int[]) changeArraySize(intArray, 10);
		print(newIntArray);
 
		String[] atr = { "a", "b", "c", "d", "e" };
		String[] str1 = (String[]) changeArraySize(atr, 10);
		print(str1);
	}
 
	// change array size
	public static Object changeArraySize(Object obj, int len) {
		Class<?> arr = obj.getClass().getComponentType();
		Object newArray = Array.newInstance(arr, len);
 
		//do array copy
		int co = Array.getLength(obj);
		System.arraycopy(obj, 0, newArray, 0, co);
		return newArray;
	}
 
	// print
	public static void print(Object obj) {
		Class<?> c = obj.getClass();
		if (!c.isArray()) {
			return;
		}
 
		System.out.println("\nArray length: " + Array.getLength(obj));
 
		for (int i = 0; i < Array.getLength(obj); i++) {
			System.out.print(Array.get(obj, i) + " ");
		}
	}
}

输出：

Array length: 10
1 2 3 4 5 0 0 0 0 0 
Array length: 10
a b c d e null null null null null 

更多关于反射的用法可以参考这篇文章：https://javakk.com/700.html