細說反射，Java 和 Android 開發者必須跨越的坎

Omni-Space發表於2017-07-10

寫下這個題目的時候，我壓力比較大，怕的是費力不討好。因為反射這一塊，對於大多數人員而言太熟悉了，稍微不注意就容易把方向寫偏，把知識點寫漏。但是，我已經寫了註解和動態代理這兩個知識點的部落格，閱讀量還可以，這兩個知識點是屬於反射機制中的，現在對於註解和動態代理息息相關的反射知識基礎我倒是退縮了，所以說看起來很普通的東西，其實真的要一五一十地把它的門道說才方顯功力。我們經常說一個人半吊子二把刀，說起來頭頭是道，做起來卻不是那麼一回事。
王陽明說知行合一，很多人只讓自己停留在知的階段，沒有行，或者說行的能力薄弱，因為沒有行來“事上練”，所以就沒有辦法不停檢測自己的“知”是否正確，也就無法“致良知”,這就是王陽明心學，有興趣的同學可以自行去閱讀相關的書籍。聽不懂的也沒有關係，大體意思就是實踐出真理，理論和實踐相結合。對於 Java 反射這類基礎知識，很多同學看了一遍就覺得懂了，其實很多時候還是沒有懂，只是跟著書本被動閱讀，你會產生一種錯覺，這種錯覺就是你以為你懂了，其實，你沒有。如何檢測呢？很簡單，你在閱讀某本書，某個章節之後，你合上書本，閉上眼睛，你試著回想一下，你剛才看過的內容，你能記住多少？別不信，你現在就可以找一本書試一試。
講了這麼多，我的觀點其實很簡單，就是認真對待你的一技之長，儘可能把每個知識點真正弄懂，帶著自己的思考去學習新的概念，然後適時做一些練習來檢測和鞏固。

下面，讓我們一起認真對待之前可能沒有多在意的基礎知識之一—— Java 反射。

注意，這篇文章因為內容太多，所以篇幅非常長。中途受不了的同學可以回到目錄跳轉到感興趣的小節進行學習。

向一個門外漢介紹反射

反射是什麼？

官方文件上有這麼一段介紹：

Reflection is commonly used by programs which require the ability to examine or modify the runtime behavior of applications running in the Java virtual machine. This is a relatively advanced feature and should be used only by developers who have a strong grasp of the fundamentals of the language. With that caveat in mind, reflection is a powerful technique and can enable applications to perform operations which would otherwise be impossible.

我來翻譯一下：反射技術通常被用來檢測和改變應用程式在 Java 虛擬機器中的行為表現。它是一個相對而言比較高階的技術，通常它應用的前提是開發者本身對於 Java 語言特性有很強的理解的基礎上。值得說明的是，反射是一種強有力的技術特性，因此可以使得應用程式突破一些藩籬，執行一些常規手段無法企及的目的。

我再通俗概括一下：反射是個很牛逼的功能，能夠在程式執行時修改程式的行為。但反射是非常規手段，反射有風險，應用需謹慎。

相信，大部分同學會有稍微清晰一點的概念了。但這還不是我的目的所在。

我的目的是想，我如何向一個剛有一點點 Java 基礎的初學者，或者是說毫無 Java 基礎的門外漢解釋清楚反射這樣一種東西？

直接翻譯官方文件，顯然是不太行。因為那仍然是抽象的，所以，最好的方法仍然是通過類比或者是擬人，用生活場景中具體的事物與抽象的概念建立相關性。

把程式程式碼比作一輛車，因為 Java 是物件導向的語言，所以這樣很容易理解，正常流程中，車子有自己的顏色、車型號、品牌這些屬性，也有正常行駛、倒車、停泊這些功能操作。

正常情況下，我們需要為車子配備一個司機，然後按照行為準則規範行駛。

那麼反射是什麼呢？反射是非常規手段，正常行駛的時候，車子需要司機的駕駛，但是，反射卻不需要，因為它就是車子的——自動駕駛。

這裡寫圖片描述

因為，反射牛逼，又因為反射非常規，所以，它風險未知，需要開發者極強的把控力。而汽車中的自動駕駛技術現在是熱門，但是特斯拉都出過故障，所以同樣在汽車領域，自動駕駛技術也需要車廠家有極牛逼的風險把控能力，這個基礎就是要遵從汽車本身的結構與交通規則，不能因為運用了自動駕駛技術的汽車就不叫做汽車了，應用了反射技術的程式碼就不叫做程式碼了。

自動駕駛需要遵守基礎規則，同樣反射也需要，下面的文章就是介紹反射技術應該遵守的規格與限制。

反射入口

我們試想一下，如果自動駕駛要運用到一輛汽車之上，研發人員首先要拿到的是什麼？

肯定是汽車的規格說明書。

這裡寫圖片描述

同樣，反射如果要作用於一段 Java 程式碼上，那麼它也需要拿到一本規格說明書，那麼對於反射而言，這本規格說明書是什麼呢？

Class

因為 Java 是物件導向的語言，基本上是以類為基礎構造了整個程式系統，反射中要求提供的規格說明書其實就是一個類的規格說明書，它就是 Class。

注意的是 Class 是首字母大寫，不同於 class 小寫，class 是定義類的關鍵字，而 Class 的本質也是一個類，因為在 Java 中一切都是物件。

public final class Class<T> implements java.io.Serializable,
                              GenericDeclaration,
                              Type,
                              AnnotatedElement {}

Class 就是一個物件，它用來代表執行在 Java 虛擬機器中的類和介面。

把 Java 虛擬機器類似於高速公路，那麼 Class 就是用來描述公路上飛馳的汽車，也就是我前面提到的規格說明書。

Class 的獲取

反射的入口是 Class，但是反射中 Class 是沒有公開的構造方法的，所以就沒有辦法像建立一個類一樣通過 new 關鍵字來獲取一個 Class 物件。

不過，不用擔心，Java 反射中 Class 的獲取可以通過下面 3 種方式。

1. 通過 Object.getClass()

對於一個物件而言，如果這個物件可以訪問，那麼呼叫 getClass() 方法就可以獲取到了它的相應的 Class 物件。

public class Car {}

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        Car car = new Car();

        Class clazz = car.getClass();
    }

}

值得注意的是，這種方法不適合基本型別如 int、float 等等。

2. 通過 .class 標識

上面的例子中，Car 是一個類，car 是它的物件，通過 car.getClass() 就獲取到了 Car 這個類的 Class 物件，也就是說通過一個類的例項的 getClass() 方法就能獲取到它的 Class。如果不想建立這個類的例項的話，就需要通過 `.class 這個標識。

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        Class clazz = Car.class;
        Class cls1 = int.class;
        Class cls2 = String.class;

    }
}

3. 通過 Class.forName() 方法

有時候，我們沒有辦法建立一個類的例項，甚至沒有辦法用 Car.class 這樣的方式去獲取一個類的 Class 物件。

這在 Android 開發領域很常見，因為某種目的，Android 工程師把一些類加上了 @hide 註解，所示這些類就沒有出現在 SDK 當中，那麼，我們要獲取這個並不存在於當前開發環境中的類的 Class 物件時就沒有轍了嗎？答案是否定的，Java 給我們提供了 Class.forName() 這個方法。

只要給這個方法中傳入一個類的全限定名稱就好了，那麼它就會到 Java 虛擬機器中去尋找這個類有沒有被載入。

try {
    Class clz = Class.forName("com.frank.test.Car");
} catch (ClassNotFoundException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
}

“com.frank.test.Car” 就是 Car 這個類的全限定名稱，它包括包名+類名。

如果找不到時，它會丟擲 ClassNotFoundException 這個異常，這個很好理解，因為如果查詢的類沒有在 JVM 中載入的話，自然要告訴開發者。

所以，上面 3 節講述瞭如何拿到一個類的 Class 物件。

Class 內容清單

僅僅拿到 Class 物件還不夠，我們感興趣的是它的內容。

在正常的程式碼編寫中，我們如果要編寫一個類，一般會定義它的屬性和方法，如：

public class Car {

    private String mBand;

    private Color mColor;

    public enum Color {
        RED,
        WHITE,
        BLACK,
        BLUE,
        YELLOR
    }



    public Car() {
        super();
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }


    public Car(String mBand) {
        this.mBand = mBand;
    }


    public void drive() {
        System.out.println("di di di,開車了！");
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Car [mBand=" + mBand + ", mColor=" + mColor + "]";
    }


}

現在我們來一一分解它。

Class 的名字

Class 物件也有名字，涉及到的 API 有：

Class.getName();

Class.getSimpleName();

Class.getCanonicalName();

現在，說說它們的區別。

因為 Class 是一個入口，它代表引用、基本資料型別甚至是陣列物件，所以獲取它們的方式又有一點不同。

先從 getName() 說起。

當 Class 代表一個引用時

getName() 方法返回的是一個二進位制形式的字串，比如“com.frank.test.Car”。

當 Class 代表一個基本資料型別，比如 int.class 的時候

getName() 方法返回的是它們的關鍵字，比如 int.class 的名字是 int。

當 Class 代表的是基礎資料型別的陣列時比如 int[][][] 這樣的 3 維陣列時

getName() 返回 [[[I 這樣的字串。

為什麼會這樣呢？這是因為，Java 本身對於這一塊制定了相應規則，在元素的型別前面新增相應數量的 [ 符號，用 [ 的個數來提示陣列的維度，並且值得注意的是，對於基本型別或者是類，都有相應的編碼，所謂的編碼大多數是用一個大寫字母來指示某種型別，規則如下：

這裡寫圖片描述

需要注意的是類或者是介面的型別編碼是 L類名; 的形式,後面有一個分號。

比如 String[].getClass().getName() 結果是 [Ljava.lang.String;。

我們來測試一下程式碼：

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        try {
            Class clz = Class.forName("com.frank.test.Car");

            Class clz1 = float.class;

            Class clz2 = Void.class;

            Class clz3 = new int[]{}.getClass();

            Class clz4 = new Car[]{}.getClass();

            System.out.println(clz.getName());
            System.out.println(clz1.getName());
            System.out.println(clz2.getName());
            System.out.println(clz3.getName());
            System.out.println(clz4.getName());


        } catch (ClassNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }

    }

}

上面程式碼的列印結果如下：

com.frank.test.Car
float
java.lang.Void
[I
[Lcom.frank.test.Car;

剛剛介紹的都是 getName() 的情況，那麼 getSimpleName() 和 getCaninolName() 呢？

getSimpleName() 自然是要去獲取 simplename 的，那麼對於一個 Class 而言什麼是 SimpleName 呢？我們先要從巢狀類說起

public class Outter {

    static class Inner {}

}

Outter 這個類中有一個靜態的內部類。

Class clz = Outter.Inner.class;

System.out.println(" Inner Class name:"+clz.getName());
System.out.println(" Inner Class simple name:"+clz.getSimpleName());

我們分別列印 Inner 這個類的 Class 物件的 name 和 simplename。

 Inner Class name:com.frank.test.Outter$Inner
 Inner Class simple name:Inner

可以看到，因為是內部類，所以通過 getName() 方法獲取到的是二進位制形式的全限定類名，並且類名前面還有個 $ 符號。
getSimpleName() 則直接返回了 Inner，去掉了包名限定。

打個比方，我的全名叫做 Frank Zhao，而我的 simplename 就叫做 frank，simplename 之於 name 也是如此。

simplename 的不同

需要注意的是，當獲取一個陣列的 Class 中的 simplename 時，不同於 getName() 方法，simplename 不是在前面加 [，而是在後面新增對應數量的 [] 。

Class clz = new Outter.Inner[][][]{}.getClass();

System.out.println(" Inner Class name:"+clz.getName());
System.out.println(" Inner Class simple name:"+clz.getSimpleName());

上面程式碼列印結果是：

 Inner Class name:[[[Lcom.frank.test.Outter$Inner;
 Inner Class simple name:Inner[][][]

還需要注意的是，對於匿名內部類，getSimpleName() 返回的是一個空的字串。

Runnable run = new Runnable() {

    @Override
    public void run() {
        // TODO Auto-generated method stub

    }
};

System.out.println(" Inner Class name:"+run.getClass().getName());
System.out.println(" Inner Class simple name:"+run.getClass().getSimpleName());

列印結果是：

 anonymous Class name:com.frank.test.Test$1
 anonymous Class simple name:

最後再來看 getCanonicalName()。

Canonical 是官方、標準的意思，那麼 getCanonicalName() 自然就是返回一個 Class 物件的官方名字，這個官方名字 canonicalName 是 Java 語言規範制定的，如果 Class 物件沒有 canonicalName 的話就返回 null。

getCanonicalName() 是 getName() 和 getSimpleName() 的結合。

getCanonicalName() 返回的也是全限定類名，但是對於內部類，不用 $ 開頭，而用 .。
getCanonicalName() 對於陣列型別的 Class，同 simplename 一樣直接在後面新增 [] 。
getCanonicalName() 不同於 simplename 的地方是，不存在 canonicalName 的時候返回 null 而不是空字串。
區域性類和匿名內部類不存在 canonicalName。

Class clz = new Outter.Inner[][][]{}.getClass();

System.out.println(" Inner Class name:"+clz.getName());
System.out.println(" Inner Class simple name:"+clz.getSimpleName());
System.out.println(" Inner Class canonical name:"+clz.getCanonicalName());


//run 是匿名類
Runnable run = new Runnable() {

    @Override
    public void run() {
        // TODO Auto-generated method stub

    }
};

System.out.println(" anonymous Class name:"+run.getClass().getName());
System.out.println(" anonymous Class simple name:"+run.getClass().getSimpleName());
System.out.println(" anonymous Class canonical name:"+run.getClass().getCanonicalName());

// local 是區域性類
class local{};


System.out.println("Local a name:"+local.class.getName());
System.out.println("Local a simplename:"+local.class.getSimpleName());
System.out.println("Local a canonicalname:"+local.class.getCanonicalName());

列印結果如下：

Inner Class name:[[[Lcom.frank.test.Outter$Inner;
Inner Class simple name:Inner[][][]
Inner Class canonical name:com.frank.test.Outter.Inner[][][]

anonymous Class name:com.frank.test.Test$1
anonymous Class simple name:
anonymous Class canonical name:null

Local a name:com.frank.test.Test$1local
Local a simplename:local
Local a canonicalname:null

Class 去獲取相應名字的知識內容就講完了，仔細想一下，小小的一個細節，其實蠻有學問的。

好了，我們繼續往下。

Class 獲取修飾符

通常，Java 開發中定義一個類，往往是要通過許多修飾符來配合使用的。它們大致分為 4 類。

用來限制作用域，如 public、protected、priviate。
用來提示子類複寫，abstract。
用來標記為靜態類 static。
註解。

Java 反射提供了 API 去獲取這些修飾符。

package com.frank.test;

public abstract class TestModifier {

}

我們定義了一個類，名字為 TestModifier，被 public 和 abstract 修飾，現在我們要提取這些修飾符。我們只需要呼叫 Class.getModifiers() 方法就是了，它返回的是一個 int 數值。

System.out.println("modifiers value:"+TestModifier.class.getModifiers());
System.out.println("modifiers :"+Modifier.toString(TestModifier.class.getModifiers()));

列印結果是：

modifiers value:1025
modifiers :public abstract

大家肯定會有疑問，為什麼會返回一個整型數值呢？

這是因為一個類定義的時候可能會被多個修飾符修飾，為了一併獲取，所以 Java 工程師考慮到了位運算，用一個 int 數值來記錄所有的修飾符，然後不同的位對應不同的修飾符，這些修飾符對應的位都定義在 Modifier 這個類當中。

public class Modifier {

    public static final int PUBLIC           = 0x00000001;


    public static final int PRIVATE          = 0x00000002;


    public static final int PROTECTED        = 0x00000004;


    public static final int STATIC           = 0x00000008;


    public static final int FINAL            = 0x00000010;


    public static final int SYNCHRONIZED     = 0x00000020;


    public static final int VOLATILE         = 0x00000040;


    public static final int TRANSIENT        = 0x00000080;


    public static final int NATIVE           = 0x00000100;


    public static final int INTERFACE        = 0x00000200;


    public static final int ABSTRACT         = 0x00000400;


    public static final int STRICT           = 0x00000800;

    public static String toString(int mod) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        int len;

        if ((mod & PUBLIC) != 0)        sb.append("public ");
        if ((mod & PROTECTED) != 0)     sb.append("protected ");
        if ((mod & PRIVATE) != 0)       sb.append("private ");

        /* Canonical order */
        if ((mod & ABSTRACT) != 0)      sb.append("abstract ");
        if ((mod & STATIC) != 0)        sb.append("static ");
        if ((mod & FINAL) != 0)         sb.append("final ");
        if ((mod & TRANSIENT) != 0)     sb.append("transient ");
        if ((mod & VOLATILE) != 0)      sb.append("volatile ");
        if ((mod & SYNCHRONIZED) != 0)  sb.append("synchronized ");
        if ((mod & NATIVE) != 0)        sb.append("native ");
        if ((mod & STRICT) != 0)        sb.append("strictfp ");
        if ((mod & INTERFACE) != 0)     sb.append("interface ");

        if ((len = sb.length()) > 0)    /* trim trailing space */
            return sb.toString().substring(0, len-1);
        return "";
    }

}

呼叫 Modifier.toString() 方法就可以列印出一個類的所有修飾符。

當然，Modifier 還提供了一系列的靜態工具方法用來對修飾符進行操作。

public static boolean isPublic(int mod) {
        return (mod & PUBLIC) != 0;
    }


public static boolean isPrivate(int mod) {
    return (mod & PRIVATE) != 0;
}


public static boolean isProtected(int mod) {
    return (mod & PROTECTED) != 0;
}


public static boolean isStatic(int mod) {
    return (mod & STATIC) != 0;
}


public static boolean isFinal(int mod) {
    return (mod & FINAL) != 0;
}


public static boolean isSynchronized(int mod) {
    return (mod & SYNCHRONIZED) != 0;
}


public static boolean isVolatile(int mod) {
    return (mod & VOLATILE) != 0;
}


public static boolean isTransient(int mod) {
    return (mod & TRANSIENT) != 0;
}


public static boolean isNative(int mod) {
    return (mod & NATIVE) != 0;
}


public static boolean isInterface(int mod) {
    return (mod & INTERFACE) != 0;
}


public static boolean isAbstract(int mod) {
    return (mod & ABSTRACT) != 0;
}


public static boolean isStrict(int mod) {
    return (mod & STRICT) != 0;
}

這些程式碼的作用，一看就懂，所以不再多說。

獲取 Class 的成員

一個類的成員包括屬性（有人翻譯為欄位或者域）、方法。對應到 Class 中就是 Field、Method、Constructor。

獲取 Filed

獲取指定名字的屬性有 2 個 API

public Field getDeclaredField(String name)
                       throws NoSuchFieldException,
                              SecurityException;

public Field getField(String name)
               throws NoSuchFieldException,
                      SecurityException

兩者的區別就是 getDeclaredField() 獲取的是 Class 中被 private 修飾的屬性。 getField() 方法獲取的是非私有屬性，並且 getField() 在當前 Class 獲取不到時會向祖先類獲取。

獲取所有的屬性。

//獲取所有的屬性，但不包括從父類繼承下來的屬性
public Field[] getDeclaredFields() throws SecurityException {}

//獲取自身的所有的 public 屬性，包括從父類繼承下來的。
public Field[] getFields() throws SecurityException {

可以用一個例子，給大家加深一下理解。

public class Farther {

    public int a;

    private int b;

}

public class Son extends Farther {
    int c;

    private String d;

    protected float e;
}


package com.frank.test;

import java.lang.reflect.Field;

public class FieldTest {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub

        Class cls = Son.class;

        try {
            Field field = cls.getDeclaredField("b");

        } catch (NoSuchFieldException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            System.out.println("getDeclaredField "+e.getMessage());
        } catch (SecurityException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            System.out.println("getDeclaredField "+e.getMessage());
        }

        try {
            Field field = cls.getField("b");

        } catch (NoSuchFieldException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            System.out.println("getField "+e.getMessage());
        } catch (SecurityException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            System.out.println("getField "+e.getMessage());
        }





        Field[] filed1 = cls.getDeclaredFields();

        for ( Field f : filed1 ) {
            System.out.println("Declared Field :"+f.getName());
        }

        Field[] filed2 = cls.getFields();

        for ( Field f : filed2 ) {
            System.out.println("Field :"+f.getName());
        }

    }

}

程式碼列印結果：

java.lang.NoSuchFieldException: b
    at java.lang.Class.getDeclaredField(Unknown Source)
    at com.frank.test.FieldTest.main(FieldTest.java:13)
java.lang.NoSuchFieldException: bgetDeclaredField b

    at java.lang.Class.getField(Unknown Source)
    at com.frank.test.FieldTest.main(FieldTest.java:26)
getField b

Declared Field :c
Declared Field :d
Declared Field :e

Field :a

大家細細體會一下，不過需要注意的是 getDeclaredFileds() 方法獲取不到 public 或者是預設的屬性，也獲取不到從父類繼承下來的屬性。

獲取 Method

類或者介面中的方法對應到 Class 就是 Method。
相應的 API 如下：

public Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)

public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)

public Method[] getDeclaredMethods() throws SecurityException


public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)

因為跟 Field 類似，所以不做過多的講解。parameterTypes 是方法對應的引數。

獲取 Constructor

Java 反射把構造器從方法中單獨拎出來了，用 Constructor 表示。

public Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes)

public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)

public Constructor<?>[] getDeclaredConstructors() throws SecurityException 

public Constructor<?>[] getConstructors() throws SecurityException

仍然以前面的 Father 和 Son 兩個類為例。

public class Farther {

    public int a;

    private int b;

    public Farther() {
        super();
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }


}

public class Son extends Farther {
    int c;

    private String d;

    protected float e;



    private Son() {
        super();
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }



    public Son(int c, String d) {
        super();
        this.c = c;
        this.d = d;
    }

}

public class ConstructorTest {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub

        Class clz = Son.class;

        Constructor[] constructors = clz.getConstructors();

        for ( Constructor c : constructors ) {
            System.out.println("getConstructor:"+c.toString());
        }

        constructors = clz.getDeclaredConstructors();

        for ( Constructor c : constructors ) {
            System.out.println("getDeclaredConstructors:"+c.toString());
        }

    }

}

測試程式程式碼的列印結果如下：

getConstructor:public com.frank.test.Son(int,java.lang.String)

getDeclaredConstructors:private com.frank.test.Son()
getDeclaredConstructors:public com.frank.test.Son(int,java.lang.String)

因為，Constructor 不能從父類繼承，所以就沒有辦法通過 getConstructor() 獲取到父類的 Constructor。

我們獲取到了 Field、Method、Constructor,但這一是終點，相反，這正是反射機制中開始的地方，我們運用反射的目的就是為了獲取和操控 Class 物件中的這些成員。

Field 的操控

我們在一個類中定義欄位時，通常是這樣。

public class Son extends Farther {
    int c;

    private String d;

    protected float e;

    Car car;

}

像 c、d、e、car 這些變數都是屬性，在反射機制中對映到 Class 物件中都是 Field，很顯然，它們也有對應的類別。

它們要麼是 8 種基礎型別 int、long、float、double、boolean、char、byte 和 short。或者是引用，所有的引用都是 Object 的後代。

Field 型別的獲取

獲取 Field 的型別，通過 2 個方法：

public Type getGenericType() {}

public Class<?> getType() {}

注意，兩者返回的型別不一樣，getGenericType() 方法能夠獲取到泛型型別。大家可以看下面的程式碼進行理解：

public class Son extends Farther {
    int c;

    private String d;

    protected float e;

    public List<Car> cars;

    public HashMap<Integer,String> map;

    private Son() {
        super();
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }



    public Son(int c, String d) {
        super();
        this.c = c;
        this.d = d;
    }

}

public class FieldTest {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub

        Class cls = Son.class;


        Field[] filed2 = cls.getFields();

        for ( Field f : filed2 ) {
            System.out.println("Field :"+f.getName());
            System.out.println("Field type:"+f.getType());
            System.out.println("Field generic type:"+f.getGenericType());
            System.out.println("-------------------");
        }

    }

}

列印結果：

Field :cars
Field type:interface java.util.List
Field generic type:java.util.List<com.frank.test.Car>
-------------------
Field :map
Field type:class java.util.HashMap
Field generic type:java.util.HashMap<java.lang.Integer, java.lang.String>
-------------------
Field :a
Field type:int
Field generic type:int
-------------------

可以看到 getGenericType() 確實把泛型都列印出來了，它比 getType() 返回的內容更詳細。

Field 修飾符的獲取

同 Class 一樣，Field 也有很多修飾符。通過 getModifiers() 方法就可以輕鬆獲取。

public int getModifiers() {}

這個與前面 Class 獲取修飾符一致，所以不需要再講，不清楚的同學翻看前面的內容就好了。

Field 內容的讀取與賦值

這個應該是反射機制中對於 Field 最主要的目的了。

Field 這個類定義了一系列的 get 方法來獲取不同型別的值。


public Object get(Object obj);

public int getInt(Object obj);

public long getLong(Object obj)
        throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException;

public float getFloat(Object obj)
        throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException;

public short getShort(Object obj)
        throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException;

public double getDouble(Object obj)
        throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException;

public char getChar(Object obj)
        throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException;

public byte getByte(Object obj)
        throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException;

public boolean getBoolean(Object obj)
        throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException

Field 又定義了一系列的 set 方法用來對其自身進行賦值。

public void set(Object obj, Object value);

public void getInt(Object obj,int value);

public void getLong(Object obj,long value)
        throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException;

public void getFloat(Object obj,float value)
        throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException;

public void getShort(Object obj,short value)
        throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException;

public void getDouble(Object obj,double value)
        throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException;

public void getChar(Object obj,char value)
        throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException;

public void getByte(Object obj,byte b)
        throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException;

public void getBoolean(Object obj,boolean b)
        throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException

可能有同學會對方法中出現的 Object 引數有疑問，它其實是類的例項引用，這裡涉及一個細節。

Class 本身不對成員進行儲存，它只提供檢索，所以需要用 Field、Method、Constructor 物件來承載這些成員，所以，針對成員的操作時，一般需要為成員指定類的例項引用。如果難於理解的話，可以這樣理解，班級這個概念是一個類，一個班級有幾十名學生，現在有A、B、C 3 個班級，將所有班級的學生抽出來集合到一個場地來考試，但是學生在試卷上寫上自己名字的時候，還要指定自己的班級，這裡涉及到的 Object 其實就是類似的作用，表示這個成員是具體屬於哪個 Object。這個是為了精確定位。

下面用程式碼來說明：

A testa = new A();
testa.a = 10;

System.out.println("testa.a = "+testa.a);

Class c = A.class;

try {
    Field fielda = c.getField("a");

    int ra = fielda.getInt(testa);

    System.out.println("reflection testa.a = "+ra);

    fielda.setInt(testa, 15);

    System.out.println("testa.a = "+testa.a);

} catch (NoSuchFieldException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
} catch (SecurityException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
} catch (IllegalArgumentException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
}

列印結果如下：

testa.a = 10
reflection testa.a = 10
testa.a = 15

我們再來看看 Field 被 private 修飾的情況

public class A {

    public int a;

    private int b;

    public int getB() {
        return b;
    }

    public void setB(int b) {
        this.b = b;
    }

}

再編寫測試程式碼

A testa = new A();
testa.setB(3);

System.out.println("testa.b = "+testa.getB());

Class c = A.class;

try {
    Field fieldb = c.getDeclaredField("b");
    int rb = fieldb.getInt(testa);

    System.out.println("reflection testa.b = "+rb);

    fieldb.setInt(testa, 20);

    System.out.println("testa.b = "+testa.getB());

} catch (NoSuchFieldException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
} catch (SecurityException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
} catch (IllegalArgumentException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
}

列印的結果如下：

testa.b = 3
java.lang.IllegalAccessException: Class com.frank.test.FieldTest can not access a member of class com.frank.test.A with modifiers "private"
    at sun.reflect.Reflection.ensureMemberAccess(Unknown Source)
    at java.lang.reflect.AccessibleObject.slowCheckMemberAccess(Unknown Source)
    at java.lang.reflect.AccessibleObject.checkAccess(Unknown Source)
    at java.lang.reflect.Field.getInt(Unknown Source)
    at com.frank.test.FieldTest.main(FieldTest.java:20)

拋異常了。這是因為在反射中訪問了 private 修飾的成員，如果要消除異常的話，需要新增一句程式碼。

fieldb.setAccessible(true);

再看列印結果

testa.b = 3
reflection testa.b = 3
testa.b = 20

Method 的操控

Method 對應普通類的方法。
我們看看一般普通類的方法的構成。


public int add(int a,int b);

方法由下面幾個要素構成：
- 方法名
- 方法引數
- 方法返回值
- 方法的修飾符
- 方法可能會丟擲的異常

很顯然，反射中 Method 提供了相應的 API 來提取這些元素。

Method 獲取方法名

通過 getName() 這個方法就好了。

以前面的 Car 類作為測試物件。

public class MethodTest {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Car car = new Car();

        Class clz = car.getClass();

        Method methods[] = clz.getDeclaredMethods();

        for ( Method m : methods ) {
            System.out.println("method name:"+m.getName());
        } 
    }

}

列印結果如下：

method name:toString
method name:drive

Method 獲取方法引數

涉及到的 API 如下：

public Parameter[] getParameters() {}

返回的是一個 Parameter 陣列，在反射中 Parameter 物件就是用來對映方法中的引數。經常使用的方法有：

Parameter.java

// 獲取引數名字
public String getName() {}

// 獲取引數型別
public Class<?> getType() {}

// 獲取引數的修飾符
public int getModifiers() {}

當然，有時候我們不需要引數的名字，只要引數的型別就好了，通過 Method 中下面的方法獲取。
Method.java

// 獲取所有的引數型別
public Class<?>[] getParameterTypes() {}

// 獲取所有的引數型別，包括泛型
public Type[] getGenericParameterTypes() {}

下面，同樣進行測試。

public class Car {

    private String mBand;

    private Color mColor;

    public enum Color {
        RED,
        WHITE,
        BLACK,
        BLUE,
        YELLOR
    }



    public Car() {
        super();
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }


    public Car(String mBand) {
        this.mBand = mBand;
    }


    public void drive() {
        System.out.println("di di di,開車了！");
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Car [mBand=" + mBand + ", mColor=" + mColor + "]";
    }

    public void test(String[] paraa,List<String> b,HashMap<Integer,Son> maps) {}


}

public class MethodTest {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Car car = new Car();

        Class clz = car.getClass();

        Method methods[] = clz.getDeclaredMethods();



        for ( Method m : methods ) {
            System.out.println("method name:"+m.getName());

            Parameter[] paras = m.getParameters();

            for ( Parameter p : paras ) {
                System.out.println(" parameter :"+p.getName()+" "+p.getType().getName());
            }

            Class[] pTypes = m.getParameterTypes();

            System.out.println("method para types:");
            for ( Class type : pTypes ) {
                System.out.print(" "+ type.getName());
            }
            System.out.println();

            Type[] gTypes = m.getGenericParameterTypes();
            System.out.println("method para generic types:");
            for ( Type type : gTypes ) {
                System.out.print(" "+ type.getTypeName());
            }
            System.out.println();
            System.out.println("==========================================");

        } 
    }

}

列印結果如下：

method name:toString
method para types:

method para generic types:

==========================================
method name:test
 parameter :arg0 [Ljava.lang.String;
 parameter :arg1 java.util.List
 parameter :arg2 java.util.HashMap
method para types:
 [Ljava.lang.String; java.util.List java.util.HashMap
method para generic types:
 java.lang.String[] java.util.List<java.lang.String> java.util.HashMap<java.lang.Integer, com.frank.test.Son>
==========================================
method name:drive
method para types:

method para generic types:

==========================================

Method 獲取返回值型別

// 獲取返回值型別
public Class<?> getReturnType() {}


// 獲取返回值型別包括泛型
public Type getGenericReturnType() {}

Method 獲取修飾符

public int getModifiers() {}

這部分內容前面已經講過。

Method 獲取異常型別

public Class<?>[] getExceptionTypes() {}

public Type[] getGenericExceptionTypes() {}

Method 方法的執行

這個應該是整個反射機制的核心內容了，很多時候運用反射目的其實就是為了以常規手段執行 Method。

public Object invoke(Object obj, Object... args) {}

Method 呼叫 invoke() 的時候，存在許多細節：

invoke() 方法中第一個引數 Object 實質上是 Method 所依附的 Class 對應的類的例項，如果這個方法是一個靜態方法，那麼 ojb 為 null，後面的可變引數 Object 對應的自然就是引數。
invoke() 返回的物件是 Object，所以實際上執行的時候要進行強制轉換。
在對 Method 呼叫 invoke() 的時候，如果方法本身會丟擲異常，那麼這個異常就會經過包裝，由 Method 統一丟擲 InvocationTargetException。而通過 InvocationTargetException.getCause() 可以獲取真正的異常。

下面同樣通過例子來說明,我們新建立一個類，要新增一個 static 修飾的靜態方法，一個普通的方法和一個會丟擲異常的方法。

public class TestMethod {

    public static void testStatic () {
        System.out.println("test static");
    }

    private  int add (int a,int b ) {
        return a + b;
    }

    public void testException () throws IllegalAccessException {
        throw new IllegalAccessException("You have some problem.");
    }

}

我們編寫測試程式碼：

public class InvokeTest {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Class testCls = TestMethod.class;

        try {
            Method mStatic = testCls.getMethod("testStatic",null);
            // 測試靜態方法
            mStatic.invoke(null, null);
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (SecurityException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }

        TestMethod t = new TestMethod();

        try {
            Method mAdd = testCls.getDeclaredMethod("add",int.class,int.class);
            // 通過這句程式碼才能訪問 private 修飾的 Method
            mAdd.setAccessible(true);
            int result = (int) mAdd.invoke(t, 1,2);
            System.out.println("add method result:"+result);
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (SecurityException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }

        try {
            Method testExcep = testCls.getMethod("testException",null);

            try {
                testExcep.invoke(t, null);
            } catch (IllegalAccessException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            } catch (IllegalArgumentException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            } catch (InvocationTargetException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                //e.printStackTrace();

                // 通過 InvocationTargetException.getCause() 獲取被包裝的異常
                System.out.println("testException occur some error,Error type is :"+e.getCause().getClass().getName());
                System.out.println("Error message is :"+e.getCause().getMessage());
            }


        } catch (NoSuchMethodException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (SecurityException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

列印結果如下：

test static
add method result:3
testException occur some error,Error type is :java.lang.IllegalAccessException
Error message is :You have some problem.

Constructor 的操控

在平常開發的時候，構造器也稱構造方法，但是在反射機制中卻把它與 Method 分離開來，單獨用 Constructor 這個類表示。

Constructor 同 Method 差不多，但是它特別的地方在於，它能夠建立一個物件。

在 Java 反射機制中有兩種方法可以用來建立類的物件例項：Class.newInstance() 和 Constructor.newInstance()。官方文件建議開發者使用後面這種方法，下面是原因。

Class.newInstance() 只能呼叫無參的構造方法，而 Constructor.newInstance() 則可以呼叫任意的構造方法。
Class.newInstance() 通過構造方法直接丟擲異常，而 Constructor.newInstance() 會把丟擲來的異常包裝到 InvocationTargetException 裡面去，這個和 Method 行為一致。
Class.newInstance() 要求構造方法能夠被訪問，而 Constructor.newInstance() 卻能夠訪問 private 修飾的構造器。

還是通過程式碼來驗證。

public class TestConstructor {

    private String self;

    public TestConstructor() {
        self = " Frank ";
    }

    public TestConstructor(String self) {
        this.self = self;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "TestConstructor [self=" + self + "]";
    }


}

上面的類中有 2 個構造方法，一個無參，一個有引數。編寫測試程式碼：

public class NewInstanceTest {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub

        Class clz = TestConstructor.class;

        try {
            TestConstructor test1 = (TestConstructor) clz.newInstance();

            System.out.println(test1.toString());
        } catch (InstantiationException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }

        try {
            Constructor con = clz.getConstructor(String.class);

            TestConstructor test2 = (TestConstructor) con.newInstance("Zhao");

            System.out.println(test2.toString());

        } catch (NoSuchMethodException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (SecurityException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }

    }

}

分別用 Class.newInstance() 和 Constructor.newInstance() 方法來建立類的例項，列印結果如下：

TestConstructor [self= Frank ]
TestConstructor [self=Zhao]

可以看到通過 Class.newInstance() 方法呼叫的構造方法確實是無參的那個。

現在，我們學習了 Class 物件的獲取，也能夠獲取它內部成員 Filed、Method 和 Constructor 並且能夠操作它們。在這個基礎上，我們已經能夠應付普通的反射開發了。

但是，Java 反射機制還另外細分了兩個概念：陣列和列舉。

反射中的陣列

陣列本質上是一個 Class，而在 Class 中存在一個方法用來識別它是否為一個陣列。
Class.java

public native boolean isArray();

為了便於測試，我們建立一個新的類

public class Shuzu {

    private int[] array;

    private Car[] cars;
}

其中有一個 int 型的陣列屬性，它的名字叫做 array。還有一個 cars 陣列，它的型別是 Car，是之前定義好的類。當然，array 和 cars 是 Shuzu 這個類的 Field，對於 Field 的角度來說，它是陣列型別，我們可以這樣理解陣列可以同 int、char 這些基本型別一樣成為一個 Field 的類別。

我們可能通過一系列的 API 來獲取它的具體資訊,剛剛有提到它本質上還是一個 Class 而已。

getName();

getComponentType();

第二個方法是獲取陣列的裡面的元素的型別，比如 int[] 陣列的 componentType 自然就是 int。

按照慣例，寫程式碼驗證。

public class ArraysTest {

    public static void main(String[] args) {
        Class clz = Shuzu.class;

        Field[] fields = clz.getDeclaredFields();

        for ( Field f : fields ) {
            // 獲取 Field 的型別
            Class c = f.getType();
            // 判斷這個型別是不是陣列型別
            if ( c.isArray()) {
                System.out.println("Type is "+c.getName());
                System.out.println("ComponentType type is :"+c.getComponentType());
            }
        }
    }

}

列印結果如下：

Type is [I
ComponentType type is :int
Type is [Lcom.frank.test.Car;
ComponentType type is :class com.frank.test.Car

反射中動態建立陣列

反射建立陣列是通過 Array.newInstance() 這個方法。
Array.java

public static Object newInstance(Class<?> componentType, int... dimensions)
        throws IllegalArgumentException, NegativeArraySizeException {}

第一個引數指定的是陣列內的元素型別，後面的是可變引數，表示的是相應維度的陣列長度限制。

比如，我要建立一個 int[2][3] 的陣列。

Array.newInstance(int.class,2,3);

Array 的讀取與賦值

首先，對於 Array 整體的讀取與賦值，把它作為一個普通的 Field，根據 Class 中相應獲取和設定就好了。呼叫的是 Field 中對應的方法。

public void set(Object obj,
                Object value)
         throws IllegalArgumentException,
                IllegalAccessException;


public Object get(Object obj)
           throws IllegalArgumentException,
                  IllegalAccessException;

還需要處理的情況是對於陣列中指定位置的元素進行讀取與賦值，這要涉及到 Array 提供的一系列 setXXX() 和 getXXX() 方法。因為和之前 Field 相應的 set 、get 方法類似，所以我在下面只摘抄典型的幾種，大家很容易知曉其它型別的怎麼操作。

public static void set(Object array,
                       int index,
                       Object value)
                throws IllegalArgumentException,
                       ArrayIndexOutOfBoundsException;


public static void setBoolean(Object array,
                              int index,
                              boolean z)
                       throws IllegalArgumentException,
                              ArrayIndexOutOfBoundsException;



public static Object get(Object array,
                         int index)
                  throws IllegalArgumentException,
                         ArrayIndexOutOfBoundsException;


public static short getShort(Object array,
                             int index)
                      throws IllegalArgumentException,
                             ArrayIndexOutOfBoundsException;

進行程式碼測試：

public class ArraysTest {

    public static void main(String[] args) {
        Class clz = Shuzu.class;

        try {
            Shuzu shu = (Shuzu) clz.newInstance();

            Field arrayF = clz.getDeclaredField("array");
            arrayF.setAccessible(true);

            Object o = Array.newInstance(int.class, 3);
            Array.set(o, 0, 1);
            Array.set(o, 1, 3);
            Array.set(o, 2, 3);

            arrayF.set(shu, o);

            int[] array = shu.getArray();

            for ( int i = 0;i < array.length;i++) {
                System.out.println("array index "+i+" value:"+array[i]);
            }

        } catch (InstantiationException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (SecurityException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }


    }

}

列印結果如下：

array index 0 value:1
array index 1 value:3
array index 2 value:3

反射中的列舉 Enum

同陣列一樣，列舉本質上也是一個 Class 而已，但反射中還是把它單獨提出來了。

我們來看一般程式開發中列舉的表現形式。

public enum State {
    IDLE,
    DRIVING,
    STOPPING,

    test();

    int test1() {
        return 0;
    }
}

列舉真的跟類很相似，有修飾符、有方法、有屬性欄位甚至可以有構造方法。

在 Java 反射中，可以把列舉看成一般的 Class，但是反射機制也提供了 3 個特別的的 API 用於操控列舉。

// 用來判定 Class 物件是不是列舉型別
Class.isEnum()

// 獲取所有的列舉常量
Class.getEnumConstants()


// 判斷一個 Field 是不是列舉常量
java.lang.reflect.Field.isEnumConstant()

列舉的獲取與設定

因為等同於 Class，所以列舉的獲取與設定就可以通過 Field 中的 get() 和 set() 方法。

需要注意的是，如果要獲取列舉裡面的 Field、Method、Constructor 可以呼叫 Class 的通用 API。

用例子來加深理解吧。

public enum State {
    IDLE,
    DRIVING,
    STOPPING,

    test();

    int test1() {
        return 0;
    }

}

public class Meiju {

    private State state = State.DRIVING;

    public State getState() {
        return state;
    }

    public void setState(State state) {
        this.state = state;
    }
}

public static void main(String[] args) {

        Class clz = State.class;

        if ( clz.isEnum()){
            System.out.println(clz.getName()+" is Enum");

            System.out.println(Arrays.asList(clz.getEnumConstants()));
            // 獲取列舉中所有的 Field
            Field[] fs = clz.getDeclaredFields();

            for ( Field f : fs ) {
                if ( f.isEnumConstant()){
                    System.out.println(f.getName()+" is EnumConstant");
                }else {
                    System.out.println(f.getName()+" is not EnumConstant");
                }
            }

            Class cMeiju = Meiju.class;
            Meiju meiju = new Meiju();

            try {
                Field f = cMeiju.getDeclaredField("state");
                f.setAccessible(true);


                try {
                    State state = (State) f.get(meiju);

                    System.out.println("State current is "+state);

                    f.set(meiju, State.STOPPING);


                    System.out.println("State current is "+meiju.getState());

                } catch (IllegalArgumentException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                } catch (IllegalAccessException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }

            } catch (NoSuchFieldException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            } catch (SecurityException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }

}

列印結果如下：

com.frank.test.State is Enum
[IDLE, DRIVING, STOPPING, test]
IDLE is EnumConstant
DRIVING is EnumConstant
STOPPING is EnumConstant
test is EnumConstant
ENUM$VALUES is not EnumConstant
State current is DRIVING
State current is STOPPING

到這裡，反射的所有知識基本上講完了。下面進行模擬實戰。

反射與自動駕駛

文章開頭，我用自動駕駛的技術來比喻反射，實際上的目的是為了給初學者一個大體的印象和一個模糊的輪廓，實際上反射不是自動駕駛，它是什麼取決於你自己對它的理解。

下段程式碼的目標是為了對比，先定義一個類 AutoDrive，這個類有一系列的屬性，然後有一系列的方法，先用普通編碼的方式來建立這個類的物件，呼叫它的方法。然後用反射的機制模擬自動駕駛。

汽車開動的步驟，以手動檔為例。
1. 空檔發動。
2. 打左方向燈。
3. 踩離合掛一檔。
4. 起步鬆手鎩。

現在程式碼模擬

public class AutoDrive {

    public enum Color {
        WHITE,
        REN,
        BLUE
    }
    private String vendor;

    private Color color;

    public AutoDrive(String vendor, Color color) {
        super();
        this.vendor = vendor;
        this.color = color;
    }

    public AutoDrive() {
        vendor = "Nissan";
        color = Color.WHITE;
    }

    public void drive(){

        boot();

        turnOnLeftLight();

        cailiheguayidang();

        songshousha();


        tips();

    }

    private void tips() {
        System.out.println("您正在駕駛 "+color+" "+vendor+" 汽車，小心行駛。");
    }

    private void songshousha() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("起步鬆手鎩。");
    }

    private void cailiheguayidang() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("踩離合器，掛一檔");
    }

    private void turnOnLeftLight() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("打左向燈");
    }

    private void boot() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("空檔發動汽車");

    }

}

我們只要建立一個 AutoDrive 的物件，呼叫它的 drive() 方法就好了。

public class DriveTest {


    public static void main(String[] args) {
        AutoDrive car = new AutoDrive();

        car.drive();
    }

}

結果如下：

空檔發動汽車
打左向燈
踩離合器，掛一檔
起步鬆手鎩。
您正在駕駛 WHITE Nissan 汽車，小心行駛。

我們現在要使用自動駕駛技術，具體到程式碼就是反射，因為非常規嘛。

public class DriveTest {


    public static void main(String[] args) {
        AutoDrive car = new AutoDrive();

        car.drive();

        Class cls = AutoDrive.class;
        try {
            Constructor cons = cls.getConstructor(String.class,AutoDrive.Color.class);

            // 利用反射技術建立 AutoDrive 物件
            AutoDrive autoDrive = (AutoDrive) cons.newInstance("Tesla",AutoDrive.Color.RED);

            // 獲取能夠驅動汽車的 drive 方法
            Method method = cls.getMethod("drive");

            System.out.println("=====================\n自動駕駛馬上開始\n================");
            // 通過反射呼叫 Method 方法，最終車子跑去起來
            method.invoke(autoDrive, null);


        } catch (NoSuchMethodException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (SecurityException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

最後，列印結果：

空檔發動汽車
打左向燈
踩離合器，掛一檔
起步鬆手鎩。
您正在駕駛 WHITE Nissan 汽車，小心行駛。
=====================
自動駕駛馬上開始
================
空檔發動汽車
打左向燈
踩離合器，掛一檔
起步鬆手鎩。
您正在駕駛 RED Tesla 汽車，小心行駛。

總結

Java 中的反射是非常規編碼方式。
Java 反射機制的操作入口是獲取 Class 檔案。有 Class.forName()、 .class 和 Object.getClass() 3 種。
獲取 Class 物件後還不夠，需要獲取它的 Members，包含 Field、Method、Constructor。
Field 操作主要涉及到類別的獲取，及數值的讀取與賦值。
Method 算是反射機制最核心的內容，通常的反射都是為了呼叫某個 Method 的 invoke() 方法。
通過 Class.newInstance() 和 Constructor.newInstance() 都可以建立類的物件例項，但推薦後者。因為它適應於任何構造方法，而前者只會呼叫可見的無引數的構造方法。
陣列和列舉可以被看成普通的 Class 對待。

最後，需要注意的是。

反射是非常規開發手段，它會拋棄 Java 虛擬機器的很多優化，所以同樣功能的程式碼，反射要比正常方式要慢，所以考慮到採用反射時，要考慮它的時間成本。另外，就如無人駕駛之於汽車一樣，用著很爽的同時，其實風險未知。

洋洋灑灑已經 2000 多行了，本來還有東西沒有寫完，因為這一塊內容實在太多了。只能另外寫一篇文章了，講得是反射中一些常見的細節和容易出錯的地方。不過，這篇文章的內容已經足夠應付平常開發中所需要的反射知識了。

原文： http://blog.csdn.net/briblue/article/details/74616922

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反射入口

Class

Class 的獲取

1. 通過 Object.getClass()

2. 通過 .class 標識

3. 通過 Class.forName() 方法

Class 內容清單

Class 的名字

當 Class 代表一個引用時

當 Class 代表一個基本資料型別，比如 int.class 的時候

當 Class 代表的是基礎資料型別的陣列時 比如 int[][][] 這樣的 3 維陣列時

simplename 的不同

Class 獲取修飾符

獲取 Class 的成員

獲取 Filed

獲取 Method

獲取 Constructor

Field 的操控

Field 型別的獲取

Field 修飾符的獲取

Field 內容的讀取與賦值

Method 的操控

Method 獲取方法名

Method 獲取方法引數

Method 獲取返回值型別

Method 獲取修飾符

Method 獲取異常型別

Method 方法的執行

Constructor 的操控

反射中的陣列

反射中動態建立陣列

Array 的讀取與賦值

反射中的列舉 Enum

列舉的獲取與設定

反射與自動駕駛

總結

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