Reflection 是 Java 程序開發語言的特徵之一，它允許運行中的 Java 程序對自身進行檢查，或者說“自審”，並能直接操作程序的內部屬性。例如，使用它能獲得 Java 類中各成員的名稱並顯示出來。

Java 的這一能力在實際應用中也許用得不是很多，但是在其它的程序設計語言中根本就不存在這一特性。例如，Pascal、C 或者 C++ 中就沒有辦法在程序中獲得函數定義相關的信息。

JavaBean 是 reflection 的實際應用之一，它能讓一些工具可視化的操作軟件組件。這些工具通過 reflection 動態的載入並取得 Java 組件(類) 的屬性。

1. 一個簡單的例子

考慮下面這個簡單的例子，讓我們看看 reflection 是如何工作的。

<code>import java.lang.reflect.*;
public class DumpMethods {
    public static void main(String args[]) {
        try {
            Class c = Class.forName(args[0]);
            Method m[] = c.getDeclaredMethods();
            for (int i = 0; i < m.length; i++) 
            System.out.println(m[i].toString());
        }
        catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
        }
    }
}/<code>

按如下語句執行：

<code>java DumpMethods java.util.Stack /<code>

它的結果輸出為：

<code>public java.lang.Object java.util.Stack.push(java.lang.Object) 
public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.pop() 
public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.peek() 
public Boolean java.util.Stack.empty() 
public synchronized int java.util.Stack.search(java.lang.Object)/<code>

這樣就列出了java.util.Stack 類的各方法名以及它們的限制符和返回類型。

這個程序使用 Class.forName 載入指定的類，然後調用 getDeclaredMethods 來獲取這個類中定義了的方法列表。java.lang.reflect.Methods 是用來描述某個類中單個方法的一個類。

2.開始使用 Reflection

用於 reflection 的類，如 Method，可以在 java.lang.relfect 包中找到。使用這些類的時候必須要遵循三個步驟：第一步是獲得你想操作的類的 java.lang.Class 對象。在運行中的 Java 程序中，用 java.lang.Class 類來描述類和接口等。

下面就是獲得一個 Class 對象的方法之一：

<code>Class c = Class.forName("java.lang.String"); /<code>

這條語句得到一個 String 類的類對象。還有另一種方法，如下面的語句：

<code>lass c = int.class; 
/<code>

或者

<code>Class c = Integer.TYPE; /<code>

它們可獲得基本類型的類信息。其中後一種方法中訪問的是基本類型的封裝類 (如 Integer) 中預先定義好的 TYPE 字段。

第二步是調用諸如 getDeclaredMethods 的方法，以取得該類中定義的所有方法的列表。

一旦取得這個信息，就可以進行第三步了——使用 reflection API 來操作這些信息，如下面這段代碼：

<code>Class c = Class.forName("java.lang.String"); 

Method m[] = c.getDeclaredMethods();
System.out.println(m[0].toString());/<code>

它將以文本方式打印出 String 中定義的第一個方法的原型。

在下面的例子中，這三個步驟將為使用 reflection 處理特殊應用程序提供例證。

模擬 instanceof 操作符

得到類信息之後，通常下一個步驟就是解決關於 Class 對象的一些基本的問題。例如，Class.isInstance 方法可以用於模擬 instanceof 操作符：

<code>class A {
}
public class instance1 {
    public static void main(String args[]) {
        try {
            Class cls = Class.forName("A");
            Boolean b1 = cls.isInstance(new Integer(37));
            System.out.println(b1);
            Boolean b2 = cls.isInstance(new A());
            System.out.println(b2);
        }
        catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
        }
    }
}/<code>

在這個例子中創建了一個 A 類的 Class 對象，然後檢查一些對象是否是 A 的實例。Integer(37) 不是，但 new A() 是。

3.找出類的方法

找出一個類中定義了些什麼方法，這是一個非常有價值也非常基礎的 reflection 用法。下面的代碼就實現了這一用法：

<code>import java.lang.reflect.*;
public class method1 {
    private int f1(Object p, int x) throws NullPointerException {
        if (p == null) 
        throw new NullPointerException();
        return x;
    }
    public static void main(String args[]) {
        try {
            Class cls = Class.forName("method1");
            Method methlist[] = cls.getDeclaredMethods();
            for (int i = 0; i < methlist.length; i++) {
                Method m = methlist[i];
                System.out.println("name = " + m.getName());
                System.out.println("decl class = " + m.getDeclaringClass());
                Class pvec[] = m.getParameterTypes();
                for (int j = 0; j < pvec.length; j++) 
                System.out.println("param #" + j + " " + pvec[j]);
                Class evec[] = m.getExceptionTypes();
                for (int j = 0; j < evec.length; j++) 
                System.out.println("exc #" + j + " " + evec[j]);
                System.out.println("return type = " + m.getReturnType());
                System.out.println("-----");
            }
        }
        catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
        }
    }
}/<code>

這個程序首先取得 method1 類的描述，然後調用 getDeclaredMethods 來獲取一系列的 Method 對象，它們分別描述了定義在類中的每一個方法，包括 public 方法、protected 方法、package 方法和 private 方法等。如果你在程序中使用 getMethods 來代替 getDeclaredMethods，你還能獲得繼承來的各個方法的信息。

取得了 Method 對象列表之後，要顯示這些方法的參數類型、異常類型和返回值類型等就不難了。這些類型是基本類型還是類類型，都可以由描述類的對象按順序給出。

輸出的結果如下：

<code>name = f1 
decl class = class method1 
param #0 class java.lang.Object 
param #1 int 
exc #0 class java.lang.NullPointerException 
return type = int 
----- 
name = main 
decl class = class method1 
param #0 class [Ljava.lang.String;
return type = void 
-----/<code>

4.獲取構造器信息

獲取類構造器的用法與上述獲取方法的用法類似，如：

<code>import java.lang.reflect.*;
public class constructor1 {
    public constructor1() {
    }
    protected constructor1(int i, double d) {
    }
    public static void main(String args[]) {
        try {
            Class cls = Class.forName("constructor1");
            Constructor ctorlist[] = cls.getDeclaredConstructors();
            for (int i = 0; i < ctorlist.length; i++) {
                Constructor ct = ctorlist[i];
                System.out.println("name = " + ct.getName());
                System.out.println("decl class = " + ct.getDeclaringClass());
                Class pvec[] = ct.getParameterTypes();
                for (int j = 0; j < pvec.length; j++) 
                System.out.println("param #" + j + " " + pvec[j]);
                Class evec[] = ct.getExceptionTypes();
                for (int j = 0; j < evec.length; j++) 
                System.out.println("exc #" + j + " " + evec[j]);
                System.out.println("-----");
            }
        }
        catch (Throwable e) {
            System.err.println(e); 

        }
    }
}/<code>

這個例子中沒能獲得返回類型的相關信息，那是因為構造器沒有返回類型。

這個程序運行的結果是：

<code>name = constructor1 
decl class = class constructor1 
----- 
name = constructor1 
decl class = class constructor1 
param #0 int 
param #1 double 
-----/<code>

5.獲取類的字段(域)

找出一個類中定義了哪些數據字段也是可能的，下面的代碼就在幹這個事情：

<code>import java.lang.reflect.*;
public class field1 {
    private double d;
    public static final int i = 37;
    String s = "testing";
    public static void main(String args[]) {
        try {
            Class cls = Class.forName("field1");
            Field fieldlist[] = cls.getDeclaredFields();
            for (int i = 0; i < fieldlist.length; i++) {
                Field fld = fieldlist[i];
                System.out.println("name = " + fld.getName());
                System.out.println("decl class = " + fld.getDeclaringClass());
                System.out.println("type = " + fld.getType());
                int mod = fld.getModifiers();
                System.out.println("modifiers = " + Modifier.toString(mod));
                System.out.println("-----");
            }
        }
        catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
        }
    }
}/<code>

這個例子和前面那個例子非常相似。例中使用了一個新東西 Modifier，它也是一個 reflection 類，用來描述字段成員的修飾語，如“private int”。這些修飾語自身由整數描述，而且使用 Modifier.toString 來返回以“官方”順序排列的字符串描述 (如“static”在“final”之前)。這個程序的輸出是：

<code>name = d  

decl class = class field1 
type = double 
modifiers = private 
----- 
name = i 
decl class = class field1 
type = int 
modifiers = public static final 
----- 
name = s 
decl class = class field1 
type = class java.lang.String 
modifiers = 
-----/<code>

和獲取方法的情況一下，獲取字段的時候也可以只取得在當前類中申明瞭的字段信息 (getDeclaredFields)，或者也可以取得父類中定義的字段 (getFields) 。

6.根據方法的名稱來執行方法

文本到這裡，所舉的例子無一例外都與如何獲取類的信息有關。我們也可以用 reflection 來做一些其它的事情，比如執行一個指定了名稱的方法。下面的示例演示了這一操作：

<code>import java.lang.reflect.*;
public class method2 {
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
    public static void main(String args[]) {
        try {
            Class cls = Class.forName("method2");
            Class partypes[] = new Class[2];
            partypes[0] = Integer.TYPE;
            partypes[1] = Integer.TYPE;
            Method meth = cls.getMethod("add", partypes);
            method2 methobj = new method2();
            Object arglist[] = new Object[2]; 

            arglist[0] = new Integer(37);
            arglist[1] = new Integer(47);
            Object retobj = meth.invoke(methobj, arglist);
            Integer retval = (Integer) retobj;
            System.out.println(retval.intvalue());
        }
        catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
        }
    }
}/<code>

假如一個程序在執行的某處的時候才知道需要執行某個方法，這個方法的名稱是在程序的運行過程中指定的 (例如，JavaBean 開發環境中就會做這樣的事)，那麼上面的程序演示瞭如何做到。

上例中，getMethod 用於查找一個具有兩個整型參數且名為 add 的方法。找到該方法並創建了相應的 Method 對象之後，在正確的對象實例中執行它。執行該方法的時候，需要提供一個參數列表，這在上例中是分別包裝了整數 37 和 47 的兩個 Integer 對象。執行方法的返回的同樣是一個 Integer 對象，它封裝了返回值 84。

7.創建新的對象

對於構造器，則不能像執行方法那樣進行，因為執行一個構造器就意味著創建了一個新的對象 (準確的說，創建一個對象的過程包括分配內存和構造對象)。所以，與上例最相似的例子如下：

<code>import java.lang.reflect.*;
public class constructor2 {
    public constructor2() {
    }
    public constructor2(int a, int b) {
        System.out.println("a = " + a + " b = " + b);
    }
    public static void main(String args[]) {
        try {
            Class cls = Class.forName("constructor2");
            Class partypes[] = new Class[2];
            partypes[0] = Integer.TYPE;
            partypes[1] = Integer.TYPE;
            Constructor ct = cls.getConstructor(partypes);
            Object arglist[] = new Object[2];
            arglist[0] = new Integer(37);
            arglist[1] = new Integer(47);
            Object retobj = ct.newInstance(arglist);
        }
        catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
        }
    }
}/<code>

根據指定的參數類型找到相應的構造函數並執行它，以創建一個新的對象實例。使用這種方法可以在程序運行時動態地創建對象，而不是在編譯的時候創建對象，這一點非常有價值。

8.改變字段(域)的值

reflection 的還有一個用處就是改變對象數據字段的值。reflection 可以從正在運行的程序中根據名稱找到對象的字段並改變它，下面的例子可以說明這一點：

<code>import java.lang.reflect.*;
public class field2 {
    public double d; 

    public static void main(String args[]) {
        try {
            Class cls = Class.forName("field2");
            Field fld = cls.getField("d");
            field2 f2obj = new field2();
            System.out.println("d = " + f2obj.d);
            fld.setdouble(f2obj, 12.34);
            System.out.println("d = " + f2obj.d);
        }
        catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
        }
    }
}/<code>

這個例子中，字段 d 的值被變為了 12.34。

9.使用數組

本文介紹的 reflection 的最後一種用法是創建的操作數組。數組在 Java 語言中是一種特殊的類類型，一個數組的引用可以賦給 Object 引用。觀察下面的例子看看數組是怎麼工作的：

<code>import java.lang.reflect.*;
public class array1 {
    public static void main(String args[]) {
        try {
            Class cls = Class.forName("java.lang.String");
            Object arr = Array.newInstance(cls, 10);
            Array.set(arr, 5, "this is a test");
            String s = (String) Array.get(arr, 5);
            System.out.println(s);
        }
        catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
        }
    }
}/<code>

例中創建了 10 個單位長度的 String 數組，為第 5 個位置的字符串賦了值，最後將這個字符串從數組中取得並打印了出來。

下面這段代碼提供了一個更復雜的例子：

<code>import java.lang.reflect.*;
public class array2 {
    public static void main(String args[]) {
        int dims[] = new int[]{5, 10, 15};
        Object arr = Array.newInstance(Integer.TYPE, dims);
        Object arrobj = Array.get(arr, 3);
        Class cls = arrobj.getClass().getComponentType();
        System.out.println(cls);
        arrobj = Array.get(arrobj, 5);
        Array.setint(arrobj, 10, 37);
        int arrcast[][][] = (int[][][]) arr;
        System.out.println(arrcast[3][5][10]);
    }
}/<code>

例中創建了一個 5 x 10 x 15 的整型數組，併為處於 [3][5][10] 的元素賦了值為 37。注意，多維數組實際上就是數組的數組，例如，第一個 Array.get 之後，arrobj 是一個 10 x 15 的數組。進而取得其中的一個元素，即長度為 15 的數組，並使用 Array.setInt 為它的第 10 個元素賦值。

注意創建數組時的類型是動態的，在編譯時並不知道其類型。

寫在最後：

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