java中的反射

java反射涉及到的内容有点多，但不难，主要是一些之前没见过的类型，本文先简单介绍一部分

• 反射相关的类和接口简介
  • 相关类说明
  • 相关接口继承关系图
  • 相关接口说明
• Object, Class和Type的关系和区别
• 反射的具体功能
  • 获取类
  • 获取对象实例
• 反射相关接口的详细说明
  • AnnotatedElement
  • Member
  • InvocationHandler
  • GenericDeclaration

反射相关的类和接口简介

在java.lang.reflect包中定义了一些接口和类,简单记录下他们的作用

相关类说明

这些类都比较简单，对照API一看就懂，主要是平时用到的比较少，这里先简单说明下，不在此展开

另外反射机制还经常用到java.lang中的类, 如Class、Packate还有各种原始类型等

相关接口继承关系图

相关接口说明

这里先简单介绍下，后文还会详细说明这些接口

Object, Class和Type的关系和区别

所有的类都继承Object是毫无疑问的, Class也是类，也继承Object
Class类特殊的地方是它在运行时用来描述类的各种元信息,对象是类的实例,而类在运行时的描述就是Class
Type是个接口,用来表示某个对象是什么类型的,Class类实现了好几个接口,其中一个就是Type
后面的文章内容更能体现出区别来

反射的具体功能

反射作用挺多, 比如反编译, 通过反射机制访问对象的属性、方法、构造方法等, 先简单给出一些示例

获取类

有如下三种方法:

1. 通过Class.forName(), 如:Class clazz = Class.forName("java.lang.String");
2. 通过类的class属性, 如:Class clazz = String.class;
3. 通过实例对象的getClass方法, 如: Class clazz = user.getClass();

获取对象实例

1. 通过Class实例的newInstance(), 如:String str = (String)clazz.newInstance();

反射相关接口的详细说明

这些接口的关系可参考上面那幅图, 这里只详细说明AnnotatedElement、Member、InvocationHandler、GenericDeclaration这几个接口
Type接口及其字类在Type详解中详细说明

AnnotatedElement

这个接口最简单, 实现了该接口的类都能添加注解, 其实现类有: AccessibleObject, Class, Constructor, Field, Method, Package
它有如下方法:

1. boolean isAnnotationPresent(Class<? extends Annotation> annotationClass): 该类上是否存在annotationClass这个注解
2. Annotation[] getAnnotations(): 获取这个元素上的所有注解(包括父类上被@Inherited标记的注解)
3. <A extends Annotation> A getAnnotation(Class<A> annotationClass): 获取这个元素上指定类型的注解, 没有返回null
4. Annotation[] getDeclaredAnnotations(): 获取直接标注在这个元素上的注解

Member

表示组成类的成员, 其实现类有: Constructor, Field, Method 它有如下方法:

1. boolean isSynthetic(): 是否是复合类
2. int getModifiers(): 以数字形式返回修饰符
3. String getName(): 返回成员的简单名, 如: 属性名字, 方法名字(只有名字,不包括参数), 构造器名字
4. Class<?> getDeclaringClass(): 返回声明该成员的声明类

// getName方法的测试
package com.test;
public class TestMember {
    private String name;              // 属性名为: name
    public void hello(String name) {} // 方法名(不包括参数)为: hello
    public TestMember(String name) {} // 构造器名为: com.test.TestMember
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        System.out.println(TestMember.class.getDeclaredField("name").getName());                    // name
        System.out.println(TestMember.class.getDeclaredMethod("hello", String.class).getName());    // hello
        System.out.println(TestMember.class.getDeclaredConstructor(String.class).getName());        //com.test.TestMember
        System.out.println(TestMember.class.getDeclaredField("name").getDeclaringClass().getName());//com.test.TestMember
    }
}

InvocationHandler

代理处理器类的实例需要实现的接口, 只有一个方法:

1. Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args): 代理对象执行方法时真正调用的函数

其中:

• Object proxy: 表示代理对象(比如通过Proxy.newProxyInstance()得到的对象), 不是实现了该接口的代理处理器对象
• Method method: 被代理对象的方法, 就是接口原来实现类里的方法, 代理对象执行的时候会调用被代理对象的方法(取决于代码怎么写)
• Object[] args: 上面那个方法需要的参数

通常代理处理器类的实例handler会作为参数传到java代理类Proxy的newProxyInstance方法中来产生一个代理对象(与被代理对象实现了同一接口)
调用代理对象的方法时, 真正调用的就是上面的invoke函数.
还是来个例子吧(HelloImpl实现了Hello接口, 并实现了sayHello()方法)

// 代理处理器类
public class AOPHandler implements InvocationHandler {
    private Object target;  // 这个用来表示被代理的对象
    public AOPHandler(Object target) {
        this.target = target;
    }
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("proxy:" + proxy.getClass().getName());   // proxy:com.sun.proxy.$Proxy0
        System.out.println("method:" + method.getClass().getName()); // proxy:java.lang.reflect.Method
        return method.invoke(target, args);  // 调用被代理对象的的方法, 即 target 的 method
    }
}
// 测试类
public class ProxyTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Object obj = Class.forName("com.test.HelloImpl").newInstance();
        InvocationHandler handler = new AOPHandler(obj);  // 创建代理处理器对象的时候把被代理的对象传进去
        // 这里生成代理类对象, 参数依次为: 被代理对象的ClassLoader, 被代理对象实现的所有接口, 代理处理器
        Hello proxy = (Hello) Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj.getClass().getInterfaces(), handler);
        proxy.sayHello();  // 这就调用了那个invoke方法
    }
}

GenericDeclaration

可以声明类型变量的实体的公共接口, 就是那些能够声明范型类型<T>的地方, 注意是声明而不是使用.其实现类有: Class, Constructor, Method
它就一个方法:

1. TypeVariable<?>[] getTypeParameters(): 按照声明顺序返回声明的类型变量

对它可以这么理解:
在定义类或方法时, 我们一般可以声明范型, 如<T> T getData(), 因此可以声明这些<T>、<F>的实体, 都实现了该接口;
而那些声明出来的T、F叫类型变量(TypeVariable), 后面会说到.