[Android][Reflection] 反射机制

Class 类简介

Class 类十分特殊，它没有共有的构造方法，被jvm调用的（简单的理解：new对象或者被类加载器加载的时候），在Java中，每个class都有一个相应的Class对象。也就是说，当我们编写一个类，编译完成后，在生成的.class文件中，就会产生一个Class对象，用于表示这个类的类型信息。

Java 中所有的类型，包括 int、float 等基本类型，都有与之相关的 Class 对象。如果知道对应的 Class name，可以通过 Class.forName() 来构造相应的 Class 对象，如果没有对应的 class，或者没有加载进来，那么会抛出 ClassNotFoundException 对象。

Class获取方式

利用对象调用getClass()方法获取该对象的Class实例；
使用Class类的静态方法forName()，用类的名字获取一个Class实例；
运用.class的方式来获取Class实例，对于基本数据类型的封装类，还可以采用.TYPE来获取相对应的基本数据类型的Class实例；

下面可以看看代码示例：

    //方式一
    Person person = new Person();
    Class<? extends Person> personClazz01 = person.getClass();
 
    //方式二
    try {
        Class<?> personClazz02 = Class.forName("Person");
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }
 
    //方式三
    Class<? extends Person> personClazz03 = Person.class;

友情提示：在运行期间，如果我们要产生某个类的对象，Java虚拟机(JVM)会检查该类型的Class对象是否已被加载。如果没有被加载，JVM会根据类的名称找到.class文件并加载它。一旦某个类型的Class对象已被加载到内存，就可以用它来产生该类型的所有对象。

Class中重要的方法

public Annotation[] getAnnotations () 获取这个类中所有注解
getClassLoader() 获取加载这个类的类加载器
getDeclaredMethods() 获取这个类中的所有方法
getReturnType() 获取方法的返回类型
getParameterTypes() 获取方法的传入参数类型
isAnnotation() 测试这类是否是一个注解类
getDeclaredConstructors() 获取所有的构造方法
getDeclaredMethod(String name, Class… parameterTypes) 获取指定的构造方法（参数：参数类型.class）
getSuperclass() 获取这个类的父类
getInterfaces() 获取这个类实现的所有接口
getFields() 获取这个类中所有被public修饰的成员变量
getField(String name) 获取指定名字的被public修饰的成员变量
newInstance() 返回此Class所表示的类，通过调用默认的（即无参数）构造函数创建的一个新实例

反射使用案例

Person类

public class Person {
private int age;
private String name;
public Person(){
 
}
public Person(int age, String name){
    this.age = age;
    this.name = name;
}
public int getAge() {
    return age;
}
public void setAge(int age) {
    this.age = age;
}
public String getName() {
    return name;
}
public void setName(String name) {
    this.name = name;
}
}

SuperPerson类

public class SuperPerson extends Person implements Smoke.Smoking{
private boolean isMan;
public void fly()
{
    System.out.println("走你~~");
}
public boolean isMan() {
    return isMan;
}
public void setMan(boolean iaMan) {
    isMan = iaMan;
}
@Override
public void smoke(int count) {
 
}
}

Smoke接口类

public class Smoke {
public interface Smoking {
    public void smoke(int count);
}
}

MainActivity类

public class MainActivity extends Activity {
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    Tests();
}
private void Tests() {
    try {
        //通过Java反射机制得到类的包名和类名
        Test1();
        System.out.println("===============================================");
        //验证所有的类都是Class类的实例对象
        Test2();
        System.out.println("===============================================");
        //通过Java反射机制，用Class 创建类对象[这也就是反射存在的意义所在]，无参构造
        Test3();
        System.out.println("===============================================");
        //通过Java反射机制得到一个类的构造函数，并实现构造带参实例对象
        Test4();
        System.out.println("===============================================");
        //通过Java反射机制操作成员变量, set 和 get
        Test5();
        System.out.println("===============================================");
        //通过Java反射机制得到类的一些属性： 继承的接口，父类，函数信息，成员信息，类型等
        Test6();
        System.out.println("===============================================");
        //通过Java反射机制调用类中方法
        Test7();
        System.out.println("===============================================");
        //通过Java反射机制获得类加载器
        Test8();
        System.out.println("===============================================");
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

Test1()方法

/**
* Demo1: 通过Java反射机制得到类的包名和类名
*/
public static void Test1() {
    Person person = new Person();
    System.out.println("Test1: 包名: " + person.getClass().getPackage().getName() + "，" + "完整类名: " + person.getClass().getName());
}

Test2()方法

/**
* Demo2: 验证所有的类都是Class类的实例对象
*/
public static void Test2() throws ClassNotFoundException {
    //定义两个类型都未知的Class , 设置初值为null, 看看如何给它们赋值成Person类
    Class<?> class1 = null;
    Class<?> class2 = null;
 
    //写法1, 可能抛出 ClassNotFoundException [多用这个写法]
    class1 = Class.forName("com.tuba.yuanyc.audiomanagerdemo.Person");
    System.out.println("Test2:(写法1) 包名: " + class1.getPackage().getName() + "，" + "完整类名: " + class1.getName());
 
    //写法2
    class2 = Person.class;
    System.out.println("Test2:(写法2) 包名: " + class2.getPackage().getName() + "，" + "完整类名: " + class2.getName());
}

Test3()方法

/**
* Demo3: 通过Java反射机制，用Class 创建类对象[这也就是反射存在的意义所在]
*/
public static void Test3() throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException {
    Class<?> class1 = null;
    class1 = Class.forName("com.android.reflect.Person");
    //由于这里不能带参数，所以你要实例化的这个类Person，一定要有无参构造函数
    Person person = (Person) class1.newInstance();
    person.setAge(26);
    person.setName("kaiven");
    System.out.println("Test3: " + person.getName() + " : " + person.getAge());
}

Test4()方法

/**
* Demo4: 通过Java反射机制得到一个类的构造函数，并实现创建带参实例对象
*/
public static void Test4() throws ClassNotFoundException, IllegalArgumentException, InstantiationException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {
    Class<?> class1 = null;
    Person person1 = null;
    Person person2 = null;
    class1 = Class.forName("com.android.reflect.Person");
    //得到一系列构造函数集合
    Constructor<?>[] constructors = class1.getConstructors();
    try {
        person1 = (Person) constructors[0].newInstance();
    } catch (InvocationTargetException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    person1.setAge(28);
    person1.setName("zhuk");
    person2 = (Person) constructors[1].newInstance(29, "zhuk");
    System.out.println("Test4: " + person1.getName() + " : " + person1.getAge() + "  ,   " + person2.getName() + " : " + person2.getAge());
}

Test5()方法

/**
* Demo5: 通过Java反射机制操作成员变量, set 和 get
*/
public static void Test5() throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException, SecurityException, NoSuchFieldException, InstantiationException, ClassNotFoundException {
    Class<?> class1 = null;
    class1 = Class.forName("com.android.reflect.Person");
    Object obj = class1.newInstance();
    Field nameField = class1.getDeclaredField("name");
    nameField.setAccessible(true);
    nameField.set(obj, "cyy");
    System.out.println("Test5: 修改属性之后得到属性变量的值：" + nameField.get(obj));
}

Test6()方法

/**
* Demo6: 通过Java反射机制得到类的一些属性： 继承的接口，父类，函数信息，成员信息，类型等
*/
public static void Test6() throws ClassNotFoundException {
    Class<?> class1 = null;
    class1 = Class.forName("com.android.reflect.Person");
    //取得父类名称
    Class<?> superClass = class1.getSuperclass();
    System.out.println("Test6:  SuperMan类的父类名: " + superClass.getName());
    System.out.println("===============================================");
    Field[] fields = class1.getDeclaredFields();
    for (int i = 0; i < fields.length; i++) {
        System.out.println("类中的成员: " + fields[i]);
    }
    System.out.println("===============================================");
    //取得类方法
    Method[] methods = class1.getDeclaredMethods();
    for (int i = 0; i < methods.length; i++) {
        System.out.println("Test6,取得SuperMan类的方法：");
        System.out.println("函数名：" + methods[i].getName());
        System.out.println("函数返回类型：" + methods[i].getReturnType());
        System.out.println("函数访问修饰符：" + Modifier.toString(methods[i].getModifiers()));
        System.out.println("函数代码写法： " + methods[i]);
    }
    System.out.println("===============================================");
    Class<?> interfaces[] = class1.getInterfaces();
    for (int i = 0; i < interfaces.length; i++) {
        System.out.println("实现的接口类名: " + interfaces[i].getName());
    }
}

Test7()方法

/**
* Demo7: 通过Java反射机制调用类方法
*/
public static void Test7() throws ClassNotFoundException, SecurityException, NoSuchMethodException, IllegalArgumentException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
    Class<?> class1 = null;
    class1 = Class.forName("com.android.reflect.SuperPerson");
 
    System.out.println("Test7: \n调用无参方法fly()：");
    Method method = class1.getMethod("fly");
    method.invoke(class1.newInstance());
 
    System.out.println("调用有参方法smoke(int m)：");
    method = class1.getMethod("smoke", int.class);
    method.invoke(class1.newInstance(), 100);
}

Test8()方法

/**
* Demo8: 通过Java反射机制得到类加载器信息
* @throws ClassNotFoundException
*/
public static void Test8() throws ClassNotFoundException {
    Class<?> class1 = null;
    class1 = Class.forName("com.android.reflect.SuperPerson");
    String name = class1.getClassLoader().getClass().getName();
    System.out.println("Test8: 类加载器类名: " + name);
}
}

运行结果

01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ Test1: 包名: com.tuba.yuanyc.audiomanagerdemo，完整类名: com.tuba.yuanyc.audiomanagerdemo.Person
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ ===============================================
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ Test2:(写法1) 包名: com.android.reflect，完整类名: com.tuba.yuanyc.audiomanagerdemo.Person
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ Test2:(写法2) 包名: com.android.reflect，完整类名: com.tuba.yuanyc.audiomanagerdemo.Person
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ ===============================================
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ Test3: zhuk : 26
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ ===============================================
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ Test4: yyc : 28  ,   yyc : 29
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ ===============================================
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ Test5: 修改属性之后得到属性变量的值：cyy
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ ===============================================
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ Test6:  SuperMan类的父类名: java.lang.Object
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ ===============================================
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ 类中的成员: private java.lang.String com.tuba.yuanyc.audiomanagerdemo.Person.name
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ 类中的成员: private int com.android.reflect.Person.age
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ ===============================================
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ Test6,取得SuperMan类的方法：
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ 函数名：getAge
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ 函数返回类型：int
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ 函数访问修饰符：public
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ 函数代码写法： public int com.tuba.yuanyc.audiomanagerdemo.Person.getAge()
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ Test6,取得SuperMan类的方法：
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ 函数名：getName
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ 函数返回类型：class java.lang.String
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ 函数访问修饰符：public
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ 函数代码写法： public java.lang.String com.tuba.yuanyc.audiomanagerdemo.Person.getName()
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ Test6,取得SuperMan类的方法：
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ 函数名：setAge
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ 函数返回类型：void
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ 函数访问修饰符：public
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ 函数代码写法： public void com.tuba.yuanyc.audiomanagerdemo.Person.setAge(int)
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ Test6,取得SuperMan类的方法：
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ 函数名：setName
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ 函数返回类型：void
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ 函数访问修饰符：public
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ 函数代码写法： public void com.tuba.yuanyc.audiomanagerdemo.Person.setName(java.lang.String)
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ ===============================================
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ ===============================================
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ Test7:
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ 调用无参方法fly()：
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ 走你~~
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ 调用有参方法smoke(int m)：
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ ===============================================
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ Test8: 类加载器类名: dalvik.system.PathClassLoader
01-28 17:19:29.463  14972-14972/? I/System.out﹕ ===============================================

反射修改私有变量

try {
  Student student = new Student("Han MeiMei");
  System.out.println("origin grade is " + student.getGrade());
 
  Class studentClass = Student.class;
  // 获取声明的 grade 字段，这里要注意 getField 和 getDeclaredField 的区别
  Field gradeField = studentClass.getDeclaredField("grade");
  
  // 如果是 private 或者 package 权限的，一定要赋予其访问权限
  gradeField.setAccessible(true);
  
  // 修改 student 对象中的 Grade 字段值
  gradeField.set(student, 2);
  System.out.println("after reflection grade is " + student.getGrade());
 
} catch (ReflectiveOperationException e) {
  e.printStackTrace();
}

反射调用私有方法

try {
  Student student = new Student("Han MeiMei");
  
  // 获取私有方法，同样注意 getMethod 和 getDeclaredMethod 的区别
  Method goMethod = Student.class.getDeclaredMethod("goToSchool", null);
  // 赋予访问权限
  goMethod.setAccessible(true);
 
  // 调用 goToSchool 方法。
  goMethod.invoke(student, null);
 
} catch (ReflectiveOperationException e) {
  e.printStackTrace();
}

上面这些test方法基本囊括了平时常用的反射方法。

反射使用总结

在通过反射实现相关功能的时候，第一件事情就是认真地阅读源码，理清其中的脉络，其后找寻其中的突破点，这些点一般为 static 方法或者单例对象，最后才是代码实现。