Java 反射 分析类和对象
@author ixenos
摘要：优化程序启动策略、在运行时使用反射分析类的结构和对象
优化程序启动策略
在启动时，包含main方法的类被加载。它会加载所有它需要的类。这些被加载的类又要加载它们需要的类，以此类推，这是JVM的动态加载机制。
对于一个大型的应用程序，这将消耗很多时间，用户体验不好。此时可以通过反射来优化程序启动策略，要确保包含main方法的类没有显示地引用其他的类。
首先，显式一个启动动画，然后通过调用Class.forName手动加载其他的类，预加载。
在运行时使用反射分析类的结构
在java.lang.reflect包中有三个类Field、Method和Constructor，分别用于描述类的域、方法和构造器。
这三个类都有getName方法返回项目的名称
Field类的getType方法可返回描述域所属类型的Class对象
Method和Constructor类都有报告参数的方法，Method类还有报告返回类型的方法
这三个类还有getModifiers方法返回整数数值，用不同的位开关描述public和static这样的修饰符的使用状况。还可以使用java.lang.reflect.Modifier类的静态方法分析getModifiers返回的整数数值，如isPublic、isFinal、isPrivate
Class类中的getFields、getMethods和getConstructors方法返回类提供的public域、方法和构造器数组，其中包括超类的公有成员
Class类中的getDeclareFields、getDeclareMethods和getDeclaredConstructors方法将返回类中声明的所有域、方法和构造器，不包括超类的成员
在运行时使用反射分析对象
从上一节知道如何查看任意对象的数据域名称和类型：获得对应的Class对象，通过Class对象调用getDeclareFields
本节进一步查看数据域的实际内容（对对象进行分析）
1.查看数据域的关键方法是Field类中的get方法
如果f是一个Field类型的对象，obj是某个包含f域的类的对象，f.get(obj)将返回一个对象，其值为obj域的当前值
Employee harry = new Employee("Harry Hacker", 35000, 10, 1, 1989);
//反射分析类
Class c1 = harry..getClass();
Field f = c1.getDeclaredField("name");
//反射分析对象
Object v = f.get(harry);
*反射机制的默认行为受限于Java的访问控，然而，如果一个Java程序没有收到安全管理器的控制，就可以覆盖访问控制
*这需要调用Field、Method和Constructor对象的setAccessible方法，如f.setAccessible(true);
*setAccessible是AccessibleObject类中的一个方法，是Field、Method和Constructor类的公共超类
//以下是一个利用反射实现的对任意类型对象的toString方法
1 Class ObjectAnalyzer
2 {
3 public String toString(Object obj)
4 {
5 Class c1 = obj.getClass();
6 ...
7 String r = c1.getName();
8 //检查这个类及其所有超类的域
9 do
10 {
11 r += "[";
12 Fields[] fields = c1.getDeclaredFields();
13 //AccessibleObject.setAccessible也有静态方法哟
14 //使所有的域可以访问
15 AccessibleObject.setAccessible(fields, true);
16 //获得所有域的变量名和值
17 for(Field f : fields)
18 {
19 //静态域在运行时不变，没有分析的必要
20 if(!Modifier.isStatic(f.getModifiers()))
21 {
22 //表明当前类是上一次分析的类
23 if(!r.endsWith("[")) { r +=" ,"; }
24 //变量名 = ...
25 r += f.getName() + "=";
26 try
27 {
28 //get当前obj对象的f域的值
29 Object val = f.get(obj);
30 r += toString(val);
31 }
32 catch(Exception e) { e.printStackTrace(); }
33 }
34 }
35 //完成当前类，前进到基类
36 r += "]";
37 c1 = c1.getSuperClass();
38 }
39 //当没有基类时结束循环
40 while (c1 != null);
41 return r;
42 }
43 ...
44 }
//使用该toSting方法示例：
public String toString(){ return new ObjectAnalyzer().toString(this); } //使用this指向当前对象
1 import java.util.ArrayList;
2
3 /**
4 *这个程序使用反射的toString方法来查看任意对象的内部信息
5 */
6
7 public class ObjectAnalyzerTest
8 {
9 public class void main(String[] args)
10 {
11 ArrayList<Integer> squares = new ArrayList<>();
12 for(int i = 1; i <= 5; i++)
13 {
14 square.add(i * i);
15 }
16 System.out.println(new ObjectAnalyzer().toString(squares));
17 }
18 }
***This和super都不能在main()方法中使用，main()方法是静态的，this是本类对象的引用，静态先于对象，所以是不能使用的。
为什么？因为静态方法是在类加载的时候执行.类刚加载可能还没有创建对象,所以就不能用this
动态加载请看另一篇文章http://www.cnblogs.com/ixenos/p/5682088.html
//对toString改进使其能查看数组内部，以及记录被访问过的对象来阻止循环引用
1 package objectAnalyzer;
2
3 import java.lang.reflect.AccessibleObject;
4 import java.lang.reflect.Array;
5 import java.lang.reflect.Field;
6 import java.lang.reflect.Modifier;
7 import java.util.ArrayList;
8
9 public class ObjectAnalyzer
10 {
11 private ArrayList<Object> visited = new ArrayList<>();
12
13 /**
14 * Converts an object to a string representation that lists all fields.
15 * @param obj an object
16 * @return a string with the object's class name and all field names and
17 * values
18 */
19 public String toString(Object obj)
20 {
21 if (obj == null) return "null";
22 if (visited.contains(obj)) return "...";
23 visited.add(obj);
24 Class cl = obj.getClass();
25 if (cl == String.class) return (String) obj;
26 if (cl.isArray())
27 {
28 String r = cl.getComponentType() + "[]{";
29 for (int i = 0; i < Array.getLength(obj); i++)
30 {
31 if (i > 0) r += ",";
32 Object val = Array.get(obj, i);
33 if (cl.getComponentType().isPrimitive()) r += val;
34 else r += toString(val);
35 }
36 return r + "}";
37 }
38
39 String r = cl.getName();
40 // inspect the fields of this class and all superclasses
41 do
42 {
43 r += "[";
44 Field[] fields = cl.getDeclaredFields();
45 AccessibleObject.setAccessible(fields, true);
46 // get the names and values of all fields
47 for (Field f : fields)
48 {
49 if (!Modifier.isStatic(f.getModifiers()))
50 {
51 if (!r.endsWith("[")) r += ",";
52 r += f.getName() + "=";
53 try
54 {
55 Class t = f.getType();
56 Object val = f.get(obj);
57 if (t.isPrimitive()) r += val;
58 else r += toString(val);
59 }
60 catch (Exception e)
61 {
62 e.printStackTrace();
63 }
64 }
65 }
66 r += "]";
67 cl = cl.getSuperclass();
68 }
69 while (cl != null);
70
71 return r;
72 }
73 }
虚拟机为每个类型管理一个Class对象，因此可以用==实现两个Class对象的比较：if(e.getClass()==Employee.class)
2.设置数据域的关键方法是Field类中的set方法
调用f.set(obj, value)可以将obj对象的f域设置成新值