2.3 反射機制

2.3.1 動態語言的概念

動態語言指程序在運行時可以改變其結構的語言，比如新的屬性或方法的添加、刪除等結構上的變化。JavaScript、Ruby、Python等都屬于動態語言；C、C++不屬于動態語言。從反射的角度來說，Java屬于半動態語言。

2.3.2 反射機制的概念

反射機制指在程序運行過程中，對任意一個類都能獲取其所有屬性和方法，并且對任意一個對象都能調用其任意一個方法。這種動態獲取類和對象的信息，以及動態調用對象的方法的功能被稱為Java語言的反射機制。

2.3.3 反射的應用

Java中的對象有兩種類型：編譯時類型和運行時類型。編譯時類型指在聲明對象時所采用的類型，運行時類型指為對象賦值時所采用的類型。

在如下代碼中，persion對象的編譯時類型為Person，運行時類型為Student，因此無法在編譯時獲取在Student類中定義的方法：

Person persion = new Student();

因此，程序在編譯期間無法預知該對象和類的真實信息，只能通過運行時信息來發現該對象和類的真實信息，而其真實信息（對象的屬性和方法）通常通過反射機制來獲取，這便是Java語言中反射機制的核心功能。

2.3.4 Java的反射API

Java的反射API主要用于在運行過程中動態生成類、接口或對象等信息，其常用API如下。

◎ Class類：用于獲取類的屬性、方法等信息。

◎ Field類：表示類的成員變量，用于獲取和設置類中的屬性值。

◎ Method類：表示類的方法，用于獲取方法的描述信息或者執行某個方法。

◎ Constructor類：表示類的構造方法。

2.3.5 反射的步驟

反射的步驟如下。

（1）獲取想要操作的類的Class對象，該Class對象是反射的核心，通過它可以調用類的任意方法。

（2）調用Class對象所對應的類中定義的方法，這是反射的使用階段。

（3）使用反射API來獲取并調用類的屬性和方法等信息。

獲取Class對象的3種方法如下。

（1）調用某個對象的getClass方法以獲取該類對應的Class對象：

Person  p  =  new  Person();
Class  clazz  =  p.getClass();

（2）調用某個類的class屬性以獲取該類對應的Class對象：

Class clazz = Person.class;

（3）調用Class類中的forName靜態方法以獲取該類對應的Class對象，這是最安全、性能也最好的方法：

Class clazz=Class.forName("fullClassPath"); //fullClassPath為類的包路徑及名稱

我們在獲得想要操作的類的Class對象后，可以通過Class類中的方法獲取并查看該類中的方法和屬性，具體代碼如下：

//1：獲取Person類的Class對象
Class  clazz  =  Class.forName("hello.java.reflect.Persion");
//2：獲取Person類的所有方法的信息
Method[]  method  =  clazz.getDeclaredMethods();
for(Method  m:method){
    System.out.println(m.toString());
}
 //3：獲取Person類的所有成員的屬性信息
Field[]  field  =  clazz.getDeclaredFields();
for(Field  f:field){
    System.out.println(f.toString());
}
//4：獲取Person類的所有構造方法的信息
Constructor[]  constructor  =  clazz.getDeclaredConstructors();
for(Constructor  c:constructor){
    System.out.println(c.toString());
}

2.3.6 創建對象的兩種方式

創建對象的兩種方式如下。

◎ 使用Class對象的newInstance方法創建該Class對象對應類的實例，這種方法要求該Class對象對應的類有默認的空構造器。

◎ 先使用Class對象獲取指定的Constructor對象，再調用Constructor對象的newInstance方法創建Class對象對應類的實例，通過這種方法可以選定構造方法創建實例。

創建對象的具體代碼如下：

//1.1：獲取Person類的Class對象
Class  clazz  =  Class.forName("hello.java.reflect.Persion");
//2.1：使用newInstane方法創建對象
Person  p  =  (Person)  clazz.newInstance();
//1.2：獲取構造方法并創建對象
Constructor  c  =  clazz.getDeclaredConstructor
                (String.class, String.class, int.class);
//2.2：根據構造方法創建對象并設置屬性
Person p1 = (Person) c.newInstance("李四", "男",20);

2.3.7 Method的invoke方法

Method提供了關于類或接口上某個方法及如何訪問該方法的信息，那么在運行的代碼中如何動態調用該方法呢？答案就通過調用Method的invoke方法。我們通過invoke方法可以實現動態調用，比如可以動態傳入參數及將方法參數化。具體過程為：獲取對象的Method，并調用Method的invoke方法，如下所述。

（1）獲取Method對象：通過調用Class對象的getMethod(String name, Class<? >... parameterTypes)返回一個Method對象，它描述了此Class對象所表示的類或接口指定的公共成員方法。name參數是String類型，用于指定所需方法的名稱。parameterTypes參數是按聲明順序標識該方法的形參類型的Class對象的一個數組，如果parameterTypes為null，則按空數組處理。

（2）調用invoke方法：指通過調用Method對象的invoke方法來動態執行函數。invoke方法的具體使用代碼如下：

//step 1：獲取Persion類（hello.java.reflect.Persion）的Class對象
Class  clz  =  Class.forName("hello.java.reflect.Persion");
//step 2：獲取Class對象中的setName方法
Method  method  =  clz.getMethod("setName", String.class);
//step 3：獲取Constructor對象
Constructor  constructor  =  clz.getConstructor();
//step 4：根據Constructor定義對象
Object  object  =  constructor.newInstance(); //
//step 5：調用method的invoke方法，這里的method表示setName方法
//因此，相當于動態調用object對象的setName方法并傳入alex參數
method.invoke(object,  "alex");

以上代碼首先通過Class.forName方法獲取Persion類的Class對象；然后調用Persion類的Class對象的getMethod("setName", String.class)獲取一個method對象；接著使用Class對象獲取指定的Constructor對象并調用Constructor對象的newInstance方法創建Class對象對應類的實例；最后通過調用method.invoke方法實現動態調用，這樣就通過反射動態生成類的對象并調用其方法。