Java反射机制与Method的invoke方法实现

2023-10-26

一、什么是反射：

（1）Java反射机制的核心是在程序运行时动态加载类并获取类的详细信息，从而操作类或对象的属性和方法。本质是JVM得到class对象之后，再通过class对象进行反编译，从而获取对象的各种信息。

（2）Java属于先编译再运行的语言，程序中对象的类型在编译期就确定下来了，而当程序在运行时可能需要动态加载某些类，这些类因为之前用不到，所以没有被加载到JVM。通过反射，可以在运行时动态地创建对象并调用其属性，不需要提前在编译期知道运行的对象是谁。

二、反射的原理：

下图是类的正常加载过程、反射原理与class对象：

Class对象的由来是将.class文件读入内存，并为之创建一个Class对象。

三、反射的用途：

1、反编译：.class-->.java

2、通过反射机制访问java对象的属性，方法，构造方法等

3、当我们在使用IDE,比如Ecplise时，当我们输入一个对象或者类，并想调用他的属性和方法是，一按点号，编译器就会自动列出他的属性或者方法，这里就是用到反射。

4、反射最重要的用途就是开发各种通用框架。比如很多框架（Spring）都是配置化的（比如通过XML文件配置Bean），为了保证框架的通用性，他们可能需要根据配置文件加载不同的类或者对象，调用不同的方法，这个时候就必须使用到反射了，运行时动态加载需要的加载的对象。

5、例如，在使用Strut2框架的开发过程中，我们一般会在struts.xml里去配置Action，比如

    <action name="login" class="org.ScZyhSoft.test.action.SimpleLoginAction" method="execute">   
        <result>/shop/shop-index.jsp</result>           
        <result name="error">login.jsp</result>       
    </action>

比如我们请求login.action时，那么StrutsPrepareAndExecuteFilter就会去解析struts.xml文件，从action中查找出name为login的Action，并根据class属性创建SimpleLoginAction实例，并用Invoke方法来调用execute方法，这个过程离不开反射。配置文件与Action建立了一种映射关系，当View层发出请求时，请求会被StrutsPrepareAndExecuteFilter拦截，然后StrutsPrepareAndExecuteFilter会去动态地创建Action实例。

比如，加载数据库驱动的，用到的也是反射。

Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver"); // 动态加载mysql驱动

四、反射机制常用的类：

Java.lang.Class;

Java.lang.reflect.Constructor;

Java.lang.reflect.Field;

Java.lang.reflect.Method;

Java.lang.reflect.Modifier;

五、反射的基本使用：

1、获得Class对象：主要有三种方法：

（1）Object-->getClass

（2）任何数据类型（包括基本的数据类型）都有一个“静态”的class属性

（3）通过class类的静态方法：forName(String className)（最常用）

package fanshe;
 
public class Fanshe {
	public static void main(String[] args) {
		//第一种方式获取Class对象  
		Student stu1 = new Student();//这一new 产生一个Student对象，一个Class对象。
		Class stuClass = stu1.getClass();//获取Class对象
		System.out.println(stuClass.getName());
		
		//第二种方式获取Class对象
		Class stuClass2 = Student.class;
		System.out.println(stuClass == stuClass2);//判断第一种方式获取的Class对象和第二种方式获取的是否是同一个
		
		//第三种方式获取Class对象
		try {
			Class stuClass3 = Class.forName("fanshe.Student");//注意此字符串必须是真实路径，就是带包名的类路径，包名.类名
			System.out.println(stuClass3 == stuClass2);//判断三种方式是否获取的是同一个Class对象
		} catch (ClassNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		
	}
}

注意，在运行期间，一个类，只有一个Class对象产生，所以打印结果都是true；

三种方式中，常用第三种，第一种对象都有了还要反射干什么，第二种需要导入类包，依赖太强，不导包就抛编译错误。一般都使用第三种，一个字符串可以传入也可以写在配置文件中等多种方法。

2.通过反射来生成对象

主要有两种方式

（1）使用Class对象的newInstance()方法来创建Class对象对应类的实例。

    Class<?> c = String.class;
    Object str = c.newInstance();

（2）先通过Class对象获取指定的Constructor对象，再调用Constructor对象的newInstance()方法来创建对象，这种方法可以用指定的构造器构造类的实例。

//获取String的Class对象
Class<?> c = String.class;
//通过Class对象获取指定的Constructor构造器对象
Constructor constructor=c.getConstructor(String.class);
//根据构造器创建实例：
Object obj = constructor.newInstance(“hello reflection”);

3.获取成员方法并调用：

由创建的Class对象调用该方法，返回一个Method的对象或对象数组。  

1.批量的：
          public Method[] getMethods():获取所有"公有方法"；（包含了父类的方法也包含Object类）
          public Method[] getDeclaredMethods():获取所有的成员方法，包括私有的(不包括继承的)
  2.获取单个的：
          public Method getMethod(String name,Class<?>... parameterTypes):
                     参数：
                          name : 方法名；
                          Class ... : 形参的Class类型对象
          public Method getDeclaredMethod(String name,Class<?>... parameterTypes)
 
       



Method对象调用方法：
          Method --> public Object invoke(Object obj,Object... args):
                      参数说明：
                      obj : 要调用方法的对象；
                     args:调用方式时所传递的实参

六、Method的invoke方法

给出invoke方法多态特性的演示代码：

public class MethodInvoke {
 
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		Method animalMethod = Animal.class.getDeclaredMethod("print");
		Method catMethod = Cat.class.getDeclaredMethod("print");
		
		Animal animal = new Animal();
		Cat cat = new Cat();
		animalMethod.invoke(cat);
		animalMethod.invoke(animal);
		
		catMethod.invoke(cat);
		catMethod.invoke(animal);
	}
	
}
 
class Animal {
	
	public void print() {
		System.out.println("Animal.print()");
	}
	
}
 
class Cat extends Animal {
	
	@Override
	public void print() {
		System.out.println("Cat.print()");
	}
	
}

代码中，Cat类覆盖了父类Animal的print()方法，然后通过反射分别获取print()的Method对象。最后分别用Cat和Animal的实例对象去执行print()方法。其中animalMethod.invoke(animal)和catMethod.invoke(cat)，示例对象的真实类型和Method的声明Classs是相同的，按照预期打印结果；animalMethod.invoke(cat)中，由于Cat是Animal的子类，按照多态的特性，子类调用父类的的方法，方法执行时会动态链接到子类的实现方法上。因此，这里会调用Cat.print()方法；而catMethod.invoke(animal)中，传入的参数类型Animal是父类，却期望调用子类Cat的方法，因此这一次会抛出异常。代码打印结果为：

Cat.print()
Animal.print()
Cat.print()
Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException: object is not an instance of declaring class
   at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)
   at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(Unknown Source)
   at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(Unknown Source)
   at java.lang.reflect.Method.invoke(Unknown Source)
   at com.wy.invoke.MethodInvoke.main(MethodInvoke.java:17)

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