Java通过反射生成并操作对象

1.* 使用反射生成并操作对象

Class对象可以获得该类里的方法（由Method对象表示）、构造器（由Constructor对象表示）、Field（由Field对象表示），这3个类都位于java.lang.reflect包下，并实现了java.lang.reflect.Member接口。程序可以通过Method对象来执行对应的方法，通过Constructor对象来调用对应的构造器创建实例，能通过Field对象直接访问并修改对象的属性值。

1.*.& 创建对象

通过反射来生成对象有如下两种方式：

• 使用Class对象的newInstance()方法来创建该Class对象对应类的实例，这种方式要求该Class对象的对应类有默认构造器，而执行newInstance()方法时实际上是利用默认构造器来创建该类的实例。
• 先使用Class对象获取指定的Constructor对象，再调用Constructor对象的newInstance()方法来创建该Class对象对应类的实例。通过这种方式可以选择使用指定的构造器来创建实例。

通过第一种方式来创建对象是比较常见的情形，因为在很多JavaEE框架中都需要根据配置文件信息来创建Java对象，从配置文件读取的只是某个类的字符串类名，程序需要根据该字符串来创建对应的实例，就必须使用反射。

下面程序就实现了一个简单的对象池，该对象池会根据配置文件读取key-value对，然后创建这些对象，并将这些对象放入一个HashMap中：

查看代码

上面程序中createObject()方法里的代码就是根据字符串来创建Java对象的关键代码，程序调用Class对象的newInstance()方法即可创建一个Java对象。程序中的initPool()方法会读取属性文件，对属性文件中每个key-value对创建一个Java对象，其中value是该Java对象的实现类，而key是该Java对象放入对象池中的名字。为该程序提供如下属性配置文件：

a=java.util.Date
b=javax.swing.JFrame

编译、运行上面的ObjectPoolFactory程序，执行到main方法中的[1]号代码处，将看到输出系统当前时间，这表明对象池中已经有了一个名为a的对象，该对象是一个java.util.Date对象。执行到[2]号代码处，将看到输出一个JFrame对象。

提示：这种使用配置文件来配置对象，然后由程序根据配置文件来创建对象的方式非常有用，大名鼎鼎的Spring框架就采用这种方式大大简化了JavaEE应用的开发。当然，Spring采用的是XML配置文件，毕竟属性文件能配置的信息太有限了，而XML配置文件能配置的信息就丰富多了。

如果不想利用默认构造器来创建Java对象，而想利用指定的构造器来创建Java对象，则需要利用Constructor对象，每个Constructor对应一个构造器。为了利用指定的构造器来创建Java对象，需要如下3个步骤：

1.获取该类的Class对象。

2.利用Class对象的getConstructor()方法来获取指定的构造器。

3.调用Constructor的newInstance()方法来创建Java对象。

下面程序利用反射来创建一个JFrame对象，而且使用指定的构造器：

查看代码

上面程序中代码先是获取JFrame类的指定构造器，前面已经提到：如果要唯一地确定某类中的构造器，只要指定构造器的形参列表即可。Constructor ctor = jframeClazz.getConstructor(String.class)获取构造器时传入了一个String类型，即表明想获取只有一个字符串参数的构造器。

然后使用指定构造器的newInstance()方法来创建一个Java对象，当调用Constructor对象的newInstance()方法时通常需要传入参数，因为调用Constructor的newInstance()方法实际上等于调用它对应的构造器，传给newInstance()方法的参数将作为对应构造器的参数。

对于上面的CreateFrame.java中已知java.swing.JFrame类的情形，通常没有必要使用反射来创建该对象，毕竟通过反射创建对象时性能要稍低一些。实际上，只有当程序需要动态创建某个类的对象时才会考虑使用反射，通常在开发通用性比较广的框架、基础平台时可能会大量使用反射。

1.*.& 调用方法

当获得某个类对应的Class对象后，就可以通过该Class对象的getMethods()方法或者getMethod()方法来获取全部方法或指定方法，这两个方法的返回值是Method数组，或者Method对象。

每个Method对象对应一个方法，获得Method对象后，程序就可通过该Method来调用它对应的方法。在Method里包含一个invoke()方法，该方法的签名如下：

• Object invoke(Object obj, Object...args)：该方法中的obj是执行该方法的主调，后面的args是执行该方法时传入该方法的实参。

下面程序对前面的对象池工厂进行加强，允许在配置文件中增加配置对象的属性值，对象池工厂会读取该对象的属性值，并利用该对象对应的setter方法为对应属性设置值：

查看代码

上面程序中initProperty()方法里的获取目标类中包含一个String参数的setter方法，然后通过调用Method的invoke()方法来执行该setter方法，该方法执行完成后，就相当于执行了目标对象的setter方法。为上面程序提供如下配置文件：

a=javax.swing.JFrame
b=javax.swing.JLabel
a%title=Test Title

上面配置文件中的a%title=Test Title行表明为a对象的title字段设置值。编译、运行上面的ExtendedObjectPoolFactory.java程序，可以看到输出一个JFrame窗口，该窗口的标题属性为Test Title。

提示：Spring框架就是通过这种将Field值以及依赖对象等都放在配置文件中进行管理的，从而实现了较好的解耦。这也是Spring框架的IoC的秘密。

当通过Method的invoke()方法来调用对应的方法时，Java会要求程序必须有调用该方法的权限。如果程序确实需要调用某个对象的private方法，则可以先调用Method对象的如下方法：

• setAccessible(boolean flag)：将Method对象的accessible设置为指定的布尔值。值为true，指示该Method在使用时应该取消Java语言的访问权限检查；值为false，则指示该Method在使用时要实施Java语言的访问权限检查。

注意：实际上，setAccessible()方法并不属于Method，而是属于它的父类AccessibleObject。因此Method、Constructor、Field都可调用该方法，从而实现通过反射来调用private方法，private属性和private构造器。也就是说它们可以通过调用该方法来取消访问权限检查，通过反射即可访问private的成员。

1.*.& 访问属性值

通过Class对象的getFields()或getField()方法可以获取该类所包括的全部Field或指定Field。Field提供了如下两组方法来读取或设置Field值：

• getXxx(Object obj)：获取obj对象该Field的属性值。此处的Xxx对应8个基本类型，如果该属性的类型是引用类型，则取消get后面的Xxx。
• setXxx(Object obj,Xxx val)：将obj对象的该Field设置成val值。此处的Xxx对应8个基本类型，如果该属性的类型是引用类型，则取消set后面的Xxx。

使用这两个方法可以随意地访问指定对象的所有属性，包括private访问控制的属性。

如下代码：

查看代码

上面程序中先定义了一个Person类，该类里包含两个private Field：name和age，在通常情况下，这两个Field只能在Person类里访问。但本程序FieldTest的main方法中通过反射修改了Person对象的name、age两个Field的值。

上面的程序首先使用getDeclaredField()方法获取了名为name的Field，注意此处不是使用getField()方法，因为getField()方法只能获取public访问控制的Field，而getDeclaredField()方法则可以获取所有的Field；然后通过反射访问该Field时不受访问权限的控制；接着修改了Person对象的name属性值。修改Person对象的age属性值的方式与此完全相同。

编译、运行上面程序，会看到如下输出：

Person[name: Yeeku.H.Lee, age: 30]

1.*.& 操作数组

在java.lang.reflect包下还提供了一个Array类，Array对象可以代表所有的数组。程序可以通过使用Array来动态地创建数组，操作数组元素等。

Array提供了如下几类方法：

• static Object newInstance(Class<?>componentType, int...length)：创建一个具有指定的元素类型、指定维度的新数组。
• static xxx getXxx(Object array, int index)：返回array数组中第index个元素。其中xxx是各种基本数据类型，如果数组元素是引用类型，则该方法变为get(Object array, int index)。
• static void setXxx(Object array, int index, xxx val)：将array数组中第index个元素的值设为val。其中xxx是各种基本数据类型，如果数组元素是引用类型，则该方法变成set(Object array, int index, Object val)。

下面程序示范了如何使用Array来生成数组，为指定数组元素赋值，并获取指定数组元素的方式：

查看代码

上面程序中分别是通过Array创建数组，为数组元素设置值，访问数组元素的值的示例代码，程序通过使用Array就可以动态地创建并操作数组。

下面程序比上面程序稍微复杂一点，下面程序使用Array类创建了一个三维数组：

查看代码

上面程序先是使用Array创建了一个三维数组，程序中较难理解的地方是Array.set(arrObj, 2, new String[]{"疯狂Java讲义", "轻量级JavaEE企业应用实战"})部分，使用Array为arrObj的指定元素赋值，相当于为二维数组的元素赋值。我们知道二维数组的元素是一维数组，所以程序传入的参数是一个一维数组对象。

运行上面程序，将看到cast[2][3][8]、cast[2][2][0]、cast[2][2][1]元素都有值，这些值就是刚才程序通过反射传入的数组元素值。