Java技术之反射

先来看一个熟悉的 Class

首先，简单来说，反射就是在运行时可以获取任意 Class 或 Object 内部所有成员属性，如成员变量、成员方法、构造函数和 Annotation。

这次先给出一个大家非常熟悉的 Class：UserBean。

本文要完成的任务就是，在只有一个 UserBean.getClass() 的情况下，利用代码打印出其内部所有成员变量、方法，并动态执行内部用 @Invoke 修饰的成员方法。

package com.wingjay.reflection;

public class UserBean {

    public String userName;

    private long userId;

    public UserBean(String userName, long userId) {
        this.userName = userName;
        this.userId = userId;
    }

    public String getName() {
        return userName;
    }

    public long getId() {
        return userId;
    }

    @Invoke
    public static void staticMethod(String devName) {
        System.out.printf("Hi %s, I'm a static method", devName);
    }

    @Invoke
    public void publicMethod() {
        System.out.println("I'm a public method");
    }

    @Invoke
    private void privateMethod() {
        System.out.println("I'm a private method");
    }
}

在只提供一个 UserBean 的 Class 情况下，

打印出这个 Class 内部的所有成员变量、成员方法、构造函数，包括 private 的；
调用这个 Class 内部的三个用 @Invoke 修饰的方法：staticMethod(), publicMethod(), privateMethod()；

1. 打印 UserBean Class 里的所有成员变量、成员方法，包括 private 的

首先我们拥有一个 Class userBeanClass = UserBean.class，我们要利用这个 Class 来打印它的成员变量 userName 和 userId。

• 打印成员变量

那么如何获取成员变量呢，我们发现，Java 里提供了 Field 这个类来表示成员变量，提供了 clazz.getDeclaredFields() 来获取一个类内部声明的所有变量。因此，可以利用下面的代码获取 userBeanClass 内部所有的成员变量。

Field[] fields = userBeanClass.getDeclaredFields();

那么，我们如何将一个 field 对象打印成 private String userName; 这种形式呢？或者说如何分别找到 private、String、userName 这三个值呢？

其实，Field 里包含了三种元素来对应它们，分别是Modifier、Type、Name。

private 

打印结果：

public String userName;
private long userId;

• 打印成员方法

类似成员变量的 Field，成员方法也有对应的类 Method，首先可以通过 Method[] methods = userBeanClass.getDeclaredMethods(); 获得所有的成员方法，然后，为了打印形如：public static void staticMethod(String devName)的数据，可以利用下列 method 提供的方法：

private static 

因此可以得到:

Method[] methods = userBeanClass.getDeclaredMethods();
for (Method method : methods) {
    String methodString = Modifier.toString(method.getModifiers()) + " " ; // private static
    methodString += method.getReturnType().getSimpleName() + " "; // void
    methodString += method.getName() + "("; // staticMethod 
    Class[] parameters = method.getParameterTypes();
    for (Class parameter : parameters) {
        methodString += parameter.getSimpleName() + " "; // String
    }
    methodString += ")";
    System.out.println(methodString);
}

打印结果如下：

public String getName()
public long getId()
public static void staticMethod(String )
public void publicMethod()
private void privateMethod()

可以完整的打印所有成员方法，无论是 public 还是 private，而且能打印 static 关键字。

• 打印构造函数

其实构造函数和成员函数非常类似，Java 里提供了 Constructor 来表示构造函数，为了打印 public UserBean(String userName, long userId)，可以利用下面的函数实现：

// constructors
Constructor[] constructors = userBeanClass.getDeclaredConstructors();
for (Constructor constructor : constructors) {
    String s = Modifier.toString(constructor.getModifiers()) + " ";
    s += constructor.getName() + "(";
    Class[] parameters = constructor.getParameterTypes();
    for (Class parameter : parameters) {
        s += parameter.getSimpleName() + ", ";
    }
    s += ")";
    System.out.println(s);
}

打印结果如下：

public com.wingjay.reflection.UserBean(String, long)

2. 调用 Class 内部的用 @Invoke 修饰的方法

从上面知道，我们可以利用 class.getDeclaredMethods() 获取一个类内部所有成员方法，接下来我们还要做的事是：

1. 判断这个方法是否被 @Invoke 修饰

2. 如果修饰，判断这个方法是不是 static 的

3. 如果是 static，则可以直接用 class 调用

4. 如果不是 static，那就需要实例化一个对象来调用

5. 如果这个方法是 private 的，要记得 setAccessible(true)。

如果分别实现上面的一些功能呢？

• 为了判断一个 Method 是否被某个 Annotation 修饰，可以用 method.isAnnotationPresent(Invoke.class) ；

• 关于 static private，我们可以用 Modifier 类提供的 Modifier.isStatic() 和 Modifier.isPrivate()来判断；

• 如果 Method 不是 static，那就要实例化对象，我们可以用 class.newInstance() 或者 constructor.newInstance(params) 来得到实例。

• 关于执行一个 Method，可以使用 method.invoke(object, …params) 方法，如果方法不是 static 就必须实例化一个 object 传给它，否则可以传 null

实现如下：