Java学习之反射机制及应用场景

前言: 最近公司正在进行业务组件化进程,其中的路由实现用到了Java的反射机制,既然用到了就想着好好学习总结一下,其实无论是之前的Ev

前言:

最近公司正在进行业务组件化进程,其中的路由实现用到了Java的反射机制,既然用到了就想着好好学习总结一下,其实无论是之前的EventBus 2.x版本还是Retrofit、早期的View注解框架都或多或少的用到Java的反射机制。以下是自己使用反射的两个地方,感兴趣的同学可以看下: Android okHttp网络请求之Json解析Android业务组件化之子模块SubModule的拆分以及它们之间的路由Router实现

什么是Java反射机制?

JAVA反射机制是在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法;对于任意一个对象,都能够调用它的任意一个方法;这种动态获取的以及动态调用对象的方法的功能称为Java的反射机制。

反射机制提供了哪些功能?

  • 在运行时判定任意一个对象所属的类

  • 在运行时构造任意一个类的对象;

  • 在运行时判定任意一个类所具有的成员变量和方法;

  • 在运行时调用任意一个对象的方法;

  • 生成动态代理;

Java反射机制类:

java.lang.Class; //类

java.lang.reflect.Constructor;//构造方法

java.lang.reflect.Field; //类的成员变量

java.lang.reflect.Method;//类的方法

java.lang.reflect.Modifier;//访问权限

Java反射机制实现:

1.)class对象的获取

//第一种方式 通过对象getClass方法

Person person = new Person();

Class<?> class1 = person.getClass();

//第二种方式 通过类的class属性

class1 = Person.class;

try {

//第三种方式 通过Class类的静态方法——forName()来实现

class1 = Class.forName("com.whoislcj.reflectdemo.Person");

} catch (ClassNotFoundException e) {

e.printStackTrace();

}

2.)获取class对象的摘要信息

boolean isPrimitive = class1.isPrimitive();//判断是否是基础类型

boolean isArray = class1.isArray();//判断是否是集合类

boolean isAnnotation = class1.isAnnotation();//判断是否是注解类

boolean isInterface = class1.isInterface();//判断是否是接口类

boolean isEnum = class1.isEnum();//判断是否是枚举类

boolean isAnonymousClass = class1.isAnonymousClass();//判断是否是匿名内部类

boolean isAnnotationPresent = class1.isAnnotationPresent(Deprecated.class);//判断是否被某个注解类修饰

String className = class1.getName();//获取class名字 包含包名路径

Package aPackage = class1.getPackage();//获取class的包信息

String simpleName = class1.getSimpleName();//获取class类名

int modifiers = class1.getModifiers();//获取class访问权限

Class<?>[] declaredClasses = class1.getDeclaredClasses();//内部类

Class<?> declaringClass = class1.getDeclaringClass();//外部类

3.)获取class对象的属性、方法、构造函数等

Field[] allFields = class1.getDeclaredFields();//获取class对象的所有属性

Field[] publicFields = class1.getFields();//获取class对象的public属性

try {

Field ageField = class1.getDeclaredField("age");//获取class指定属性

Field desField = class1.getField("des");//获取class指定的public属性

} catch (NoSuchFieldException e) {

e.printStackTrace();

}

Method[] methods = class1.getDeclaredMethods();//获取class对象的所有声明方法

Method[] allMethods = class1.getMethods();//获取class对象的所有方法 包括父类的方法

Class parentClass = class1.getSuperclass();//获取class对象的父类

Class<?>[] interfaceClasses = class1.getInterfaces();//获取class对象的所有接口

Constructor<?>[] allConstructors = class1.getDeclaredConstructors();//获取class对象的所有声明构造函数

Constructor<?>[] publicConstructors = class1.getConstructors();//获取class对象public构造函数

try {

Constructor<?> constructor = class1.getDeclaredConstructor(new Class[]{String.class});//获取指定声明构造函数

Constructor publicConstructor = class1.getConstructor(new Class[]{});//获取指定声明的public构造函数

} catch (NoSuchMethodException e) {

e.printStackTrace();

}

Annotation[] annotations = class1.getAnnotations();//获取class对象的所有注解

Annotation annotation = class1.getAnnotation(Deprecated.class);//获取class对象指定注解

Type genericSuperclass = class1.getGenericSuperclass();//获取class对象的直接超类的 Type

Type[] interfaceTypes = class1.getGenericInterfaces();//获取class对象的所有接口的type集合

4.)class对象动态生成

//第一种方式 Class对象调用newInstance()方法生成

Object obj = class1.newInstance();

//第二种方式 对象获得对应的Constructor对象,再通过该Constructor对象的newInstance()方法生成

Constructor<?> constructor = class1.getDeclaredConstructor(new Class[]{String.class});//获取指定声明构造函数

obj = constructor.newInstance(new Object[]{"lcj"});

5.)动态调用函数

try {

// 生成新的对象:用newInstance()方法

Object obj = class1.newInstance();

//判断该对象是否是Person的子类

boolean isInstanceOf = obj instanceof Person;

//首先需要获得与该方法对应的Method对象

Method method = class1.getDeclaredMethod("setAge", new Class[]{int.class});

//调用指定的函数并传递参数

method.invoke(obj, 28);

method = class1.getDeclaredMethod("getAge");

Object result = method.invoke(obj, new Class[]{});

} catch (InstantiationException e) {

e.printStackTrace();

} catch (IllegalAccessException e) {

e.printStackTrace();

} catch (NoSuchMethodException e) {

e.printStackTrace();

} catch (InvocationTargetException e) {

e.printStackTrace();

}

6.)通过反射机制获取泛型类型

例如下面这种结构

//People类

public class People<T> {}

//Person类继承People类

public class Person<T> extends People<String> implements PersonInterface<Integer> {}

//PersonInterface接口

public interface PersonInterface<T> {}

获取泛型类型

Person<String> person = new Person<>();

//第一种方式 通过对象getClass方法

Class<?> class1 = person.getClass();

Type genericSuperclass = class1.getGenericSuperclass();//获取class对象的直接超类的 Type

Type[] interfaceTypes = class1.getGenericInterfaces();//获取class对象的所有接口的Type集合

getComponentType(genericSuperclass);

getComponentType(interfaceTypes[0]);

getComponentType具体实现

private Class<?> getComponentType(Type type) {

Class<?> componentType = null;

if (type instanceof ParameterizedType) {

//getActualTypeArguments()返回表示此类型实际类型参数的 Type 对象的数组。

Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) type).getActualTypeArguments();

if (actualTypeArguments != null && actualTypeArguments.length > 0) {

componentType = (Class<?>) actualTypeArguments[0];

}

} else if (type instanceof GenericArrayType) {

// 表示一种元素类型是参数化类型或者类型变量的数组类型

componentType = (Class<?>) ((GenericArrayType) type).getGenericComponentType();

} else {

componentType = (Class<?>) type;

}

return componentType;

}

6.)通过反射机制获取注解信息

 这里重点以获取Method的注解信息为例

try {

//首先需要获得与该方法对应的Method对象

Method method = class1.getDeclaredMethod("jumpToGoodsDetail", new Class[]{String.class, String.class});

Annotation[] annotations1 = method.getAnnotations();//获取所有的方法注解信息

Annotation annotation1 = method.getAnnotation(RouterUri.class);//获取指定的注解信息

TypeVariable[] typeVariables1 = method.getTypeParameters();

Annotation[][] parameterAnnotationsArray = method.getParameterAnnotations();//拿到所有参数注解信息

Class<?>[] parameterTypes = method.getParameterTypes();//获取所有参数class类型

Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();//获取所有参数的type类型

Class<?> returnType = method.getReturnType();//获取方法的返回类型

int modifiers = method.getModifiers();//获取方法的访问权限

} catch (NoSuchMethodException e) {

e.printStackTrace();

}

反射机制的应用场景:

  • 逆向代码 ,例如反编译
  • 与注解相结合的框架 例如Retrofit
  • 单纯的反射机制应用框架 例如EventBus 2.x
  • 动态生成类框架 例如Gson

反射机制的优缺点:

优点:

运行期类型的判断,动态类加载,动态代理使用反射。

缺点:

性能是一个问题,反射相当于一系列解释操作,通知jvm要做的事情,性能比直接的java代码要慢很多。

总结:

Java的反射机制在平时的业务开发过程中很少使用到,但是在一些基础框架的搭建上应用非常广泛,今天简单的总结学习了一下,还有很多未知的知识等以后用到再做补充。

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