インタビュアー：Javaリフレクションとは何ですか？答えられない！

1.コンセプト

リフレクションは、Javaのさまざまなコンポーネントを対応するJavaクラスにマップすることです。

Classクラスの構築メソッドはプライベートであり、JVMによって作成されます。

リフレクションはJava言語の機能であり、プログラムがセルフチェックを実行し、実行時に（コンパイル時ではなく）内部メンバーを操作できるようにします。たとえば、Javaクラスがそのすべてのメンバー変数とメソッドを取得して表示できるようにします。Javaのこの機能は、実際のアプリケーションではあまり使用されない可能性がありますが、この機能は他のプログラミング言語には存在しません。たとえば、Pascal、C、またはC ++では、プログラムの関数定義に関する情報を取得する方法はありません。（太陽から）

JavaBeanは、リフレクションの実用的なアプリケーションの1つであり、一部のツールでソフトウェアコンポーネントを視覚的に操作できます。これらのツールは、リフレクションを通じてJavaコンポーネント（クラス）のプロパティを動的にロードおよび取得します。

リフレクションは1.2から利用可能です。次の3つのフレームワークは、クラス「Class」を含むリフレクションメカニズムを使用します。これは、直接新しいCLass（）にすることはできません。オブジェクトはメモリ内のバイトコードです。

Classクラスのインスタンスは、実行中のJavaアプリケーションのクラスとインターフェースを表します。列挙は一種のクラスであり、注釈は一種のインターフェースです。各配列は、Classオブジェクトにマップされているクラスに属し、同じ要素タイプと次元を持つすべての配列は、Classオブジェクトを共有します。

基本的なJavaタイプ（boolean、byte、char、short、int、long、float、およびdouble）とキーワードvoidも、Classオブジェクトとして表されます。クラスにはパブリックコンストラクタがありません。

Classオブジェクトは、クラスがロードされるときにJava仮想マシンによって、およびクラスローダーでdefineClassメソッドを呼び出すことによって自動的に構築されます。

Person p1 = new Person();
//下面的这三种方式都可以得到字节码
CLass c1 = Date.class();
p1.getClass();
//若存在则加载，否则新建,往往使用第三种,类的名字在写源程序时不需要知道，到运行时再传递过来
Class.forName("java.lang.String");

Class.forName（）のバイトコードは、バイトコードを取得するためにJava仮想マシンにロードされています。バイトコードはJava仮想マシンで生成されておらず、クラスローダーでロードされていません。ロードされたバイトコードは、仮想マシンでバッファリングされます。

次の簡単な例を考えてみましょう。リフレクションがどのように機能するかを見てみましょう。

import java.lang.reflect.*;

public class DumpMethods {
   public static void main(String args[]) {
      try {
           Class c = Class.forName("java.util.Stack");

           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);
      }
   }
}

public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.pop()
public java.lang.Object java.util.Stack.push(java.lang.Object)
public boolean java.util.Stack.empty()
public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.peek()
public synchronized int java.util.Stack.search(java.lang.Object)

これは、java.util.Stackクラスのメソッド名、およびそれらの修飾子と戻り値の型をリストします。このプログラムは、Class.forNameを使用して指定されたクラスをロードし、getDeclaredMethodsを呼び出して、このクラスで定義されているメソッドのリストを取得します。java.lang.reflect.Methodsは、クラス内の単一のメソッドを記述するために使用されるクラスです。

次の例では、Classオブジェクトを使用して、オブジェクトのクラス名を表示しています。

void printClassName(Object obj) {
       System.out.println("The class of " + obj +
                     " is " + obj.getClass().getName());
}

クラスリテラル（JLSセクション15.8.2）を使用して、指定されたタイプ（またはvoid）のClassオブジェクトを取得することもできます。例えば：

System.out.println("The name of class Foo is: "+Foo.class.getName());

オブジェクトインスタンスがない場合、主に2つの方法があります。

//获得类类型的两种方式
Class cls1 = Role.class;
Class cls2 = Class.forName("yui.Role");

2番目のメソッドでは、forNameのパラメーターは完全なクラス名（パッケージ名+クラス名）である必要があり、このメソッドは例外をキャッチする必要があることに注意してください。cls1が取得されたので、Roleクラスのインスタンスを作成できます。ClassのnewInstanceメソッドを使用することは、クラスのデフォルトコンストラクターを呼び出すことと同じです。

Object o = cls1.newInstance();
//创建一个实例
//Object o1 = new Role();   //与上面的方法等价

2.一般的な方法

1.isPrimitive（基本タイプのバイトコードかどうかを判断します）

public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        String str = "abc";
        Class cls1 = str.getClass();
        Class cls2 = String.class;
        Class cls3 = null;//必须要加上null
        try {
            cls3 = Class.forName("java.lang.String");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(cls1==cls2);
        System.out.println(cls1==cls3);

        System.out.println(cls1.isPrimitive());
        System.out.println(int.class.isPrimitive());//判定指定的 Class 对象是否表示一个基本类型。
        System.out.println(int.class == Integer.class);
        System.out.println(int.class == Integer.TYPE);
        System.out.println(int[].class.isPrimitive());
        System.out.println(int[].class.isArray());
    }
}

結果：

true
true
false
true
false
true
false
true

2.getConstructor和getConstructors（）

Javaには、パラメーターのタイプと数によって区別される構築メソッドの順序はありません。

public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException {
        // TODO Auto-generated method stub
        String str = "abc";

        System.out.println(String.class.getConstructor(StringBuffer.class));
    }
}

3. Filedクラスは、特定のクラスのメンバー変数を表します。

import java.lang.reflect.Field;
public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
        ReflectPointer rp1 = new ReflectPointer(3,4);
        Field fieldx = rp1.getClass().getField("x");//必须是x或者y
        System.out.println(fieldx.get(rp1));

        /*
         * private的成员变量必须使用getDeclaredField，并setAccessible(true),否则看得到拿不到
         */
        Field fieldy = rp1.getClass().getDeclaredField("y");
        fieldy.setAccessible(true);//暴力反射
        System.out.println(fieldy.get(rp1));

    }
}

class ReflectPointer {

    public int x = 0;
    private int y = 0;

    public ReflectPointer(int x,int y) {//alt + shift +s相当于右键source
        super();
        // TODO Auto-generated constructor stub
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

3.典型的な例

1.タイプStringのすべてのメンバー変数でbをaに変更します。

import java.lang.reflect.Field;
public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
        ReflectPointer rp1 = new ReflectPointer(3,4);
        changeBtoA(rp1);
        System.out.println(rp1);

    }

    private static void changeBtoA(Object obj) throws RuntimeException, Exception {
        Field[] fields = obj.getClass().getFields();

        for(Field field : fields) {
            //if(field.getType().equals(String.class))
            //由于字节码只有一份,用equals语义不准确
            if(field.getType()==String.class) {
                String oldValue = (String)field.get(obj);
                String newValue = oldValue.replace('b', 'a');
                field.set(obj,newValue);
            }
        }
    }
}

class ReflectPointer {

    private int x = 0;
    public int y = 0;
    public String str1 = "ball";
    public String str2 = "basketball";
    public String str3 = "itcat";

    public ReflectPointer(int x,int y) {//alt + shift +s相当于右键source
        super();
        // TODO Auto-generated constructor stub
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "ReflectPointer [str1=" + str1 + ", str2=" + str2 + ", str3="
                + str3 + "]";
    }
}

2.ユーザーが指定したクラス名に従って、クラスのmainメソッドを呼び出すプログラムを作成します。

なぜリフレクションを使用するのですか？

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;

public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
        String str = args[0];
        /*
         * 这样会数组角标越界，因为压根没有这个字符数组
         * 需要右键在run as-configurations-arguments里输入b.Inter（完整类名）
         *
         */
        Method m = Class.forName(str).getMethod("main",String[].class);
        //下面这两种方式都可以,main方法需要一个参数

        m.invoke(null, new Object[]{new String[]{"111","222","333"}});
        m.invoke(null, (Object)new String[]{"111","222","333"});//这个可以说明，数组也是Object
        /*
         * m.invoke(null, new String[]{"111","222","333"})
         * 上面的不可以,因为java会自动拆包
         */
    }
}

class Inter {
    public static void main(String[] args) {
        for(Object obj : args) {
            System.out.println(obj);
        }
    }
}

3.instanceof演算子をシミュレートします

class S {
}

public class IsInstance {
   public static void main(String args[]) {
      try {
           Class cls = Class.forName("S");
           boolean b1 = cls.isInstance(new Integer(37));
           System.out.println(b1);
           boolean b2 = cls.isInstance(new S());
           System.out.println(b2);
      }
      catch (Throwable e) {
           System.err.println(e);
      }
   }
}

この例では、クラスSのClassオブジェクトが作成され、一部のオブジェクトがSのインスタンスであるかどうかがチェックされます。Integer（37）はそうではありませんが、新しいS（）はそうです。

Four.Methodクラス

クラス内のメソッドを表します（オブジェクトではありません）。

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
/*
 * 人在黑板上画圆，涉及三个对象,画圆需要圆心和半径，但是是私有的，画圆的方法
 * 分配给人不合适。
 *
 * 司机踩刹车，司机只是给列车发出指令，刹车的动作还需要列车去完成。
 *
 * 面试经常考面向对象的设计，比如人关门，人只是去推门。
 *
 * 这就是专家模式：谁拥有数据，谁就是专家,方法就分配给谁
 */
public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
        String str = "shfsfs";
        //包开头是com表示是sun内部用的，java打头的才是用户的
        Method mtCharAt = String.class.getMethod("charAt", int.class);
        Object ch = mtCharAt.invoke(str,1);//若第一个参数是null，则肯定是静态方法
        System.out.println(ch);

        System.out.println(mtCharAt.invoke(str, new Object[]{2}));//1.4语法

    }

}

5.配列の反射

Arrayユーティリティクラスは、配列のリフレクション操作を完了するために使用されます。

同じタイプと同じ緯度のバイトコードは同じです。

Int.classとInteger.classは同じバイトコードではありません。Integer.TYPEとTYPEは、パッケージングクラスint.class == Integer.TYPEに対応する基本クラスのバイトコードを表します。

import java.util.Arrays;

/*
 * 从这个例子看出即便字节码相同但是对象也不一定相同,根本不是一回事
 *
 */
public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
        int[] a = new int[3];
        int[] b = new int[]{4,5,5};//直接赋值后不可以指定长度，否则ＣＥ
        int[][] c = new int[3][2];
        String[] d = new String[]{"jjj","kkkk"};
        System.out.println(a==b);//false
        System.out.println(a.getClass()==b.getClass());//true
        //System.out.println(a.getClass()==d.getClass());    //比较字节码a和cd也没法比
        System.out.println(a.getClass());//输出class [I
        System.out.println(a.getClass().getName());//输出[I,中括号表示数组，I表示整数

        System.out.println(a.getClass().getSuperclass());//输出class java.lang.Object
        System.out.println(d.getClass().getSuperclass());//输出class java.lang.Object

        //由于父类都是Object,下面都是可以的
        Object obj1 = a;//不可是Object[]
        Object obj2 = b;
        Object[] obj3 = c;//基本类型的一位数组只可以当做Object，非得还可以当做Object[]
        Object obj4 = d;

        //注意asList处理int[]和String[]的区别
        System.out.println(Arrays.asList(b));//1.4没有可变参数，使用的是数组,[[I@1bc4459]
        System.out.println(Arrays.asList(d));//[jjj, kkkk]

    }
}

6.おわりに

上記はリフレクションメカニズムの簡単な使用法です。明らかに、Springを研究した友人は、構成ファイルから指定されたメソッドと変数を取得できる理由を理解する必要があります。オブジェクトを作成するときに、それを文字列に渡します。必要に応じて、それを作成します。Objectを使用しています。これは、Java言語の動的特性により、依存関係が大幅に減少していることを示しています。