详解Java高级特性之反射
定义
JAVA反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意方法和属性；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射机制。
用途
在日常的第三方应用开发过程中，经常会遇到某个类的某个成员变量、方法或是属性是私有的或是只对系统应用开放，这时候就可以利用Java的反射机制通过反射来获取所需的私有成员或是方法。当然，也不是所有的都适合反射，之前就遇到一个案例，通过反射得到的结果与预期不符。阅读源码发现，经过层层调用后在最终返回结果的地方对应用的权限进行了校验，对于没有权限的应用返回值是没有意义的缺省值，否则返回实际值起到保护用户的隐私目的。
反射机制的相关类
与Java反射相关的类如下：
| 类名 | 用途 |
| Class类 | 代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口 |
| Field类 | 代表类的成员变量（成员变量也称为类的属性） |
| Method类 | 代表类的方法 |
| Constructor类 | 代表类的构造方法 |
Class类
Class代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口。在这个类中提供了很多有用的方法，这里对他们简单的分类介绍。
获得类相关的方法
| 方法 | 用途 |
| asSubclass(Classclazz) | 把传递的类的对象转换成代表其子类的对象 |
| Cast | 把对象转换成代表类或是接口的对象 |
| getClassLoader() | 获得类的加载器 |
| getClasses() | 返回一个数组，数组中包含该类中所有公共类和接口类的对象 |
| getDeclaredClasses() | 返回一个数组，数组中包含该类中所有类和接口类的对象 |
| forName(StringclassName) | 根据类名返回类的对象 |
| getName() | 获得类的完整路径名字 |
| newInstance() | 创建类的实例 |
| getPackage() | 获得类的包 |
| getSimpleName() | 获得类的名字 |
| getSuperclass() | 获得当前类继承的父类的名字 |
| getInterfaces() | 获得当前类实现的类或是接口 |
获得类中属性相关的方法
| 方法 | 用途 |
| getAnnotation(ClassannotationClass) | 返回该类中与参数类型匹配的公有注解对象 |
| getAnnotations() | 返回该类所有的公有注解对象 |
| getDeclaredAnnotation(ClassannotationClass) | 返回该类中与参数类型匹配的所有注解对象 |
| getDeclaredAnnotations() | 返回该类所有的注解对象 |
获得类中构造器相关的方法
| 方法 | 用途 |
| getConstructor(Class...parameterTypes) | 获得该类中与参数类型匹配的公有构造方法 |
| getConstructors() | 获得该类的所有公有构造方法 |
| getDeclaredConstructor(Class...parameterTypes) | 获得该类中与参数类型匹配的构造方法 |
| getDeclaredConstructors() | 获得该类所有构造方法 |
获得类中方法相关的方法
| 方法 | 用途 |
| getMethod(Stringname,Class...parameterTypes) | 获得该类某个公有的方法 |
| getMethods() | 获得该类所有公有的方法 |
| getDeclaredMethod(Stringname,Class...parameterTypes) | 获得该类某个方法 |
| getDeclaredMethods() | 获得该类所有方法 |
类中其他重要的方法
| 方法 | 用途 |
| isAnnotation() | 如果是注解类型则返回true |
| isAnnotationPresent(ClassannotationClass) | 如果是指定类型注解类型则返回true |
| isAnonymousClass() | 如果是匿名类则返回true |
| isArray() | 如果是一个数组类则返回true |
| isEnum() | 如果是枚举类则返回true |
| isInstance(Objectobj) | 如果obj是该类的实例则返回true |
| isInterface() | 如果是接口类则返回true |
| isLocalClass() | 如果是局部类则返回true |
| isMemberClass() | 如果是内部类则返回true |
Field类
Field代表类的成员变量（成员变量也称为类的属性）。
| 方法 | 用途 |
| equals(Objectobj) | 属性与obj相等则返回true |
| get(Objectobj) | 获得obj中对应的属性值 |
| set(Objectobj,Objectvalue) | 设置obj中对应属性值 |
Method类
Method代表类的方法。
| 方法 | 用途 |
| invoke(Objectobj,Object...args) | 传递object对象及参数调用该对象对应的方法 |
Constructor类
Constructor代表类的构造方法。
| 方法 | 用途 |
| newInstance(Object...initargs) | 根据传递的参数创建类的对象 |
示例
为了演示反射的使用，首先构造一个与书籍相关的model——Book.java，然后通过反射方法示例创建对象、反射私有构造方法、反射私有属性、反射私有方法，最后给出两个比较复杂的反射示例——获得当前ZenMode和关机Shutdown。
被反射类Book.java
publicclassBook{
privatefinalstaticStringTAG="BookTag";
privateStringname;
privateStringauthor;
@Override
publicStringtoString(){
return"Book{"+
"name='"+name+'\''+
",author='"+author+'\''+
'}';
}
publicBook(){
}
privateBook(Stringname,Stringauthor){
this.name=name;
this.author=author;
}
publicStringgetName(){
returnname;
}
publicvoidsetName(Stringname){
this.name=name;
}
publicStringgetAuthor(){
returnauthor;
}
publicvoidsetAuthor(Stringauthor){
this.author=author;
}
privateStringdeclaredMethod(intindex){
Stringstring=null;
switch(index){
case0:
string="IamdeclaredMethod1!";
break;
case1:
string="IamdeclaredMethod2!";
break;
default:
string="IamdeclaredMethod1!";
}
returnstring;
}
}
反射逻辑封装在ReflectClass.java
publicclassReflectClass{
privatefinalstaticStringTAG="peter.log.ReflectClass";
//创建对象
publicstaticvoidreflectNewInstance(){
try{
ClassclassBook=Class.forName("com.android.peter.reflectdemo.Book");
ObjectobjectBook=classBook.newInstance();
Bookbook=(Book)objectBook;
book.setName("Android进阶之光");
book.setAuthor("刘望舒");
Log.d(TAG,"reflectNewInstancebook="+book.toString());
}catch(Exceptionex){
ex.printStackTrace();
}
}
//反射私有的构造方法
publicstaticvoidreflectPrivateConstructor(){
try{
ClassclassBook=Class.forName("com.android.peter.reflectdemo.Book");
ConstructordeclaredConstructorBook=classBook.getDeclaredConstructor(String.class,String.class);
declaredConstructorBook.setAccessible(true);
ObjectobjectBook=declaredConstructorBook.newInstance("Android开发艺术探索","任玉刚");
Bookbook=(Book)objectBook;
Log.d(TAG,"reflectPrivateConstructorbook="+book.toString());
}catch(Exceptionex){
ex.printStackTrace();
}
}
//反射私有属性
publicstaticvoidreflectPrivateField(){
try{
ClassclassBook=Class.forName("com.android.peter.reflectdemo.Book");
ObjectobjectBook=classBook.newInstance();
FieldfieldTag=classBook.getDeclaredField("TAG");
fieldTag.setAccessible(true);
Stringtag=(String)fieldTag.get(objectBook);
Log.d(TAG,"reflectPrivateFieldtag="+tag);
}catch(Exceptionex){
ex.printStackTrace();
}
}
//反射私有方法
publicstaticvoidreflectPrivateMethod(){
try{
ClassclassBook=Class.forName("com.android.peter.reflectdemo.Book");
MethodmethodBook=classBook.getDeclaredMethod("declaredMethod",int.class);
methodBook.setAccessible(true);
ObjectobjectBook=classBook.newInstance();
Stringstring=(String)methodBook.invoke(objectBook,0);
Log.d(TAG,"reflectPrivateMethodstring="+string);
}catch(Exceptionex){
ex.printStackTrace();
}
}
//获得系统Zenmode值
publicstaticintgetZenMode(){
intzenMode=-1;
try{
ClasscServiceManager=Class.forName("android.os.ServiceManager");
MethodmGetService=cServiceManager.getMethod("getService",String.class);
ObjectoNotificationManagerService=mGetService.invoke(null,Context.NOTIFICATION_SERVICE);
ClasscINotificationManagerStub=Class.forName("android.app.INotificationManager$Stub");
MethodmAsInterface=cINotificationManagerStub.getMethod("asInterface",IBinder.class);
ObjectoINotificationManager=mAsInterface.invoke(null,oNotificationManagerService);
MethodmGetZenMode=cINotificationManagerStub.getMethod("getZenMode");
zenMode=(int)mGetZenMode.invoke(oINotificationManager);
}catch(Exceptionex){
ex.printStackTrace();
}
returnzenMode;
}
//关闭手机
publicstaticvoidshutDown(){
try{
ClasscServiceManager=Class.forName("android.os.ServiceManager");
MethodmGetService=cServiceManager.getMethod("getService",String.class);
ObjectoPowerManagerService=mGetService.invoke(null,Context.POWER_SERVICE);
ClasscIPowerManagerStub=Class.forName("android.os.IPowerManager$Stub");
MethodmShutdown=cIPowerManagerStub.getMethod("shutdown",boolean.class,String.class,boolean.class);
MethodmAsInterface=cIPowerManagerStub.getMethod("asInterface",IBinder.class);
ObjectoIPowerManager=mAsInterface.invoke(null,oPowerManagerService);
mShutdown.invoke(oIPowerManager,true,null,true);
}catch(Exceptionex){
ex.printStackTrace();
}
}
publicstaticvoidshutdownOrReboot(finalbooleanshutdown,finalbooleanconfirm){
try{
ClassServiceManager=Class.forName("android.os.ServiceManager");
//获得ServiceManager的getService方法
MethodgetService=ServiceManager.getMethod("getService",java.lang.String.class);
//调用getService获取RemoteService
ObjectoRemoteService=getService.invoke(null,Context.POWER_SERVICE);
//获得IPowerManager.Stub类
ClasscStub=Class.forName("android.os.IPowerManager$Stub");
//获得asInterface方法
MethodasInterface=cStub.getMethod("asInterface",android.os.IBinder.class);
//调用asInterface方法获取IPowerManager对象
ObjectoIPowerManager=asInterface.invoke(null,oRemoteService);
if(shutdown){
//获得shutdown()方法
MethodshutdownMethod=oIPowerManager.getClass().getMethod(
"shutdown",boolean.class,String.class,boolean.class);
//调用shutdown()方法
shutdownMethod.invoke(oIPowerManager,confirm,null,false);
}else{
//获得reboot()方法
MethodrebootMethod=oIPowerManager.getClass().getMethod("reboot",
boolean.class,String.class,boolean.class);
//调用reboot()方法
rebootMethod.invoke(oIPowerManager,confirm,null,false);
}
}catch(Exceptione){
e.printStackTrace();
}
}
}
调用相应反射逻辑方法
try{
//创建对象
ReflectClass.reflectNewInstance();
//反射私有的构造方法
ReflectClass.reflectPrivateConstructor();
//反射私有属性
ReflectClass.reflectPrivateField();
//反射私有方法
ReflectClass.reflectPrivateMethod();
}catch(Exceptionex){
ex.printStackTrace();
}
Log.d(TAG,"zenmode="+ReflectClass.getZenMode());
Log输出结果如下：
08-2715:11:37.99911987-11987/com.android.peter.reflectdemoD/peter.log.ReflectClass:reflectNewInstancebook=Book{name='Android进阶之光',author='刘望舒'}
08-2715:11:38.00011987-11987/com.android.peter.reflectdemoD/peter.log.ReflectClass:reflectPrivateConstructorbook=Book{name='Android开发艺术探索',author='任玉刚'}
08-2715:11:38.00011987-11987/com.android.peter.reflectdemoD/peter.log.ReflectClass:reflectPrivateFieldtag=BookTag
08-2715:11:38.00011987-11987/com.android.peter.reflectdemoD/peter.log.ReflectClass:reflectPrivateMethodstring=IamdeclaredMethod1!
08-2715:11:38.00411987-11987/com.android.peter.reflectdemoD/peter.log.ReflectDemo: zenmode=0
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