Java反射—初探反射基礎

Github：https://github.com/ilssio/java-base-ilss

1. 認識Class類

Java在執行的時候，會為物件維護一個執行時的型別標識，虛擬機器執行Java程式的時候用它來選擇相應類的方法執行。
Java可以通過一個特定的類來訪問這些類資訊，這個類就是Class。

• 獲取Class的幾種方式

          Integer integer = 100;
          Class cls = integer.getClass();
          // 類名
          System.out.println(cls.getName());
          // 通過對類名來獲取物件
          Class cls1 = Class.forName("java.lang.Integer");
          System.out.println(cls1.getName());
          //其他方法
          Class cls2 = Integer.class;
          System.out.println(cls2.getName());
          Class cls4 = Integer[].class;
          System.out.println(cls4.getName());
          //基本資料型別的class 
          Class cls3 = int.class;
          System.out.println(cls3.getName());
  

  注意：
  1. Class.forName(String)會丟擲checked exception（已檢查異常）：ClassNotFoundException
  2. Class.forName(String)給的類需要包含包，包也是類名的一部分
  3. 雖然基本資料型別不是類，但是int.class是一個類。
  4. Integer[].class 的類名不是java.lang.Integer.而是[Ljava.lang.Integer ,Double.class的為[Ljava.lang.Double;另外int[].class是[I
• Class類實際是一個泛型類
  Integer.class就是一個Class<Integer>
• Class類可以用 == 判斷是否為同類，如：
  if(integer.getClass() == Integer.class)
• 動態建立類的例項
  integer.getClass().newInstance()
  • 此處會丟擲InstantiationException，
• Class類的一些方法
  • T newInstance()
    例項化一個此物件，此外方法在Java9以後已經不推薦被使用
  • Field[] getFields()
    返回這個物件的Field陣列，包括了本類和父類的公有域
  • Field[] getDeclaredFields()
    返回Field陣列，包括這個類的全部域，如果物件沒有域，則返回一個長度為0的陣列
  • Method[] getMethods()
    返回這個物件的Method陣列，包括了本類的和父類繼承的公有方法
  • Method[] getDeclaredMethods()
    返回Method陣列，包括這個類的全部方法，但是不包括父類繼承的方法。
  • Constructor[] getConstructors()
    返回這個物件的Constructor陣列，包含所有共有構造器
  • Constructor[] getDeclaredConstructors()
    返回這個物件的Constructor陣列，包含所有構造器

2. 探索java.lang.reflect包

做一個控制檯答應類資訊的以demo吧。
java.lang.reflect包中包括了幾個比較重要的類：Field、Method、Constructor、Modifier

• Field
  在《Java核心技術卷I》中叫做域，簡單理解就是對應我們對應的物件，變數。
• Method方法操作的物件
  • Class getReturnType()返回一個返回型別的一個物件
• Constructor構造器操作物件
• Modifier 修飾語操作的物件
  • static String toString(int modifiers)返回對應位置中的的字串
  • static boolean isAbstract(int modifiers)
  • static boolean isFinal(int modifiers)
  • static boolean isInterface(int modifiers)
  • static boolean isNative(int modifiers)
  • static boolean isPrivate(int modifiers)
  • static boolean isProtected(int modifiers)
  • static boolean isPublic(int modifiers)
  • static boolean isStatic(int modifiers)
  • static boolean isStrict(int modifiers)
  • static boolean isSynchronized(int modifiers)
  • static boolean isVolatile(int modifiers)
• Field Method Constructor的一些方法
  • Class getDeclaringClass()返回定義中的Class物件
  • int getModifier()返回一個修飾符的值
  • String getName()得到名字的字串
  • Class[] getExceptionTypes()得到丟擲的異常型別的Class陣列（Field沒有）
  • Class[] getParameterTypes()返回一個型別引數型別的陣列（Field沒有）
• demo程式碼如下：

package io.ilss.reflection;

import java.lang.reflect.*;
import java.util.Scanner;

/**
 * className ReflectionTest
 * description ReflectionTest
 *
 * @author feng
 * @version 1.0
 * @date 2019-01-24 21:25
 */
public class ReflectionTest {
    public static void main(String[] args) {
        String name;
        if (args.length > 0) {
            name = args[0];
        } else {
            Scanner in = new Scanner(System.in);
            System.out.println("Enter class name (e.g. java.util.Date): ");
            name = in.next();
        }

        try {
            // 利用String name 得到類
            Class cls = Class.forName(name);
            // 得到父類
            Class superCls = cls.getSuperclass();
            // 得到類的修飾 "public final "
            String modifiers = Modifier.toString(cls.getModifiers());
            if (modifiers.length() > 0) {
                System.out.print(modifiers + " ");
            }
            System.out.print("class " + name);
            // 判斷除Object外的父類存在與否
            if (superCls != null && superCls != Object.class) {
                System.out.print(" extends " + superCls.getName());
            }
            System.out.print("{\n");

            // 開始列印域
            printFields(cls);
            System.out.println();

            // 開始列印構造器
            printConstructors(cls);
            System.out.println();

            // 開始列印方法
            printMethods(cls);
            System.out.println();

            System.out.println("}");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.exit(0);
    }

    private static void printFields(Class cls) {
        // 得到這個類的所有域
        Field[] fields = cls.getDeclaredFields();
        // 便利輸出
        for (Field field : fields) {
            // 分別得到修飾 型別 名字的字串
            String modifiers = Modifier.toString(field.getModifiers());
            Class type = field.getType();
            String name = field.getName();

            //輸出
            System.out.print("    ");
            if (modifiers.length() > 0) {
                System.out.print(modifiers + " ");
            }
            System.out.println(type.getName() + " " + name + ";");
        }
    }

    private static void printConstructors(Class cls) {
        // 得到所有的構造器
        Constructor[] constructors = cls.getDeclaredConstructors();

        for (Constructor constructor : constructors) {
            String name = constructor.getName();
            String modifiers = Modifier.toString(constructor.getModifiers());

            System.out.print("    ");
            if (modifiers.length() > 0) {
                System.out.print(modifiers + " ");
            }
            System.out.print(name + "(");

            // 構造器引數
            Class[] paramTypes = constructor.getParameterTypes();

            for (int j = 0; j < paramTypes.length; j++) {
                if (j > 0) System.out.print(", ");
                System.out.print(paramTypes[j].getName());
            }
            System.out.println(");");
        }
    }

    private static void printMethods(Class cls) {
        Method[] methods = cls.getDeclaredMethods();

        for (Method method : methods) {
            String modifiers = Modifier.toString(method.getModifiers());
            String name = method.getName();
            // 返回型別
            Class retType = method.getReturnType();

            System.out.print("    ");
            if (modifiers.length() > 0) {
                System.out.print(modifiers + " ");
            }
            System.out.print(retType.getName() + " " + name + "(");

            // 方法的形參
            Class[] paramTypes = method.getParameterTypes();
            for (int i = 0; i < paramTypes.length; i++) {
                if (i > 0) System.out.print(", ");
                System.out.print(paramTypes[i].getName());
            }
            System.out.println(");");
        }
    }
}

• 通過上面的demo大家有沒有想到，我們用的一些框架，裡面某些地方是怎麼實現的。就如資料庫框架的欄位對應，就可以的通過Field的getName方法取得與之匹配。
• 其實反射也是Java類的使用，但是要深入理解它的意義和用途還是挺難的。
• 未完待續。