反射，在Java常用框架中屡见不鲜。它存在于java.lang.reflact包中，就我的认识，它可以拿到类的字段和方法，及构造方法，还可以生成对象实例等。对深入的机制我暂时还不了解，本篇文章着重在使用方面，并附上一个本人应用到项目中的案例。
- 基础姿势
拿到类，反射是以类为基础的基础，首先拿到项目中的类，既可以这样拿
Class<?> clazz = Class.forName(类路径);
也可以这样拿
Class<?> clazz = 类名.getClass();
在一般意义的JavaBean中，存在构造函数、字段、一般函数三中不同元素，只要拿到了类，接着拿到它们就是水到渠成
Constructor constructors = clazz.getConstructor(null);//拿到构造函数
Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();//拿到它定义的所有字段
Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();//拿到它定义的所有方法
注意，拿到无参的构造函数传入的是null，拿到有参构造函数，则按照构造函数的参数位置传入对应的类型class就行，比如
Constructor constructors = clazz.getConstructor(String.class,Integer.class,Double.class);//拿到有参构造函数
拿到他们有什么用？拿到构造函数还好可以新建对象，拿到字段呢？这时候就得配合自定义注解来使用了？
定义一个自定义标签
import java.lang.annotation.*;@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
//@Documented
public @interface AnnotationDemo {
public String name();
public String value();
}
ElementType是作为标志存在的，而这个RetentionPolicy则是对功能上有影响的，它里面有三种策略。从源码上看它存在CLASS，RUNTIME，SOURCE三种方式。这个Documented是生成java文档时候是否带上的意思。
package java.lang.annotation;/**
* Annotation retention policy. The constants of this enumerated type
* describe the various policies for retaining annotations. They are used
* in conjunction with the {@link Retention} meta-annotation type to specify
* how long annotations are to be retained.
*
* @author Joshua Bloch
* @since 1.5
*/
public enum RetentionPolicy {
/**
* Annotations are to be discarded by the compiler.
*/
SOURCE, /**
* Annotations are to be recorded in the class file by the compiler
* but need not be retained by the VM at run time. This is the default
* behavior.
*/
CLASS, /**
* Annotations are to be recorded in the class file by the compiler and
* retained by the VM at run time, so they may be read reflectively.
*
* @see java.lang.reflect.AnnotatedElement
*/
RUNTIME
}
官方解释是，这个注解会留在编译器，class文件，和VM中，我理解为作用范围。一般使用RUNTIME。
接着造一个bean。
public class DemoBean {
public String pubField;
protected String protectField;
String defaultField;
@AnnotationDemo(name="test",value="123")
private String priField; public DemoBean(){
this("pub","protect","default","pri");
}
public DemoBean(String pubField,String protectField,String defaultField,String priField){
this.pubField = pubField;
this.protectField = protectField;
this.defaultField = defaultField;
this.priField = priField;
}
public void function1(){
System.out.println("public function");
}
protected void function2(){
System.out.println("protect function");
}
void function3(){
System.out.println("default function");
}
private void function4(){
System.out.println("private function");
}
}
在拿到class之后，遍历它的field寻找注解，当然了，对method也可以这样。
Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();//拿到它定义的所有字段
for(Field field:fields){
if(field.isAnnotationPresent(AnnotationDemo.class)){
System.out.println("有注解");
}
AnnotationDemo annotationDemo = field.getAnnotation(AnnotationDemo.class);
if(annotationDemo != null){
System.out.println("注解 name："+annotationDemo.name());
System.out.println("注解 value："+annotationDemo.value());
}
System.out.println("属性："+field.getName()+" "+field.getModifiers());
}
这种方式是不是很眼熟啊？没错，Spring里面到处都是。
- 实际应用
在给字段和方法打上标签之后，繁琐的，重复性的行为都让框架为你处理，这种开发方式节省了很多代码，加强了阅读性，是非常提升效率的。
反射有种方式是绕过编译器对字段封装性的限制的，也就是无论是public还是private的字段，在反射的程序中都是可以拿到并且改变它的值的。我们知道Spring框架对bean的注入，有好几种方式。最让人想的清楚的是构造方法注入和setter注入。而@autowired呢？即使不提供暴露接口一样可以设置，这就是利用了反射的方式。
经过查阅资料，阅读源码，在Spring-bean中寻找到这两个类，因为设计图太过复杂，本人只能在细小之处分析了。
/**
* Populate the bean instance in the given BeanWrapper with the property values
* from the bean definition.
* @param beanName the name of the bean
* @param mbd the bean definition for the bean
* @param bw BeanWrapper with bean instance
*/
protected void populateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, BeanWrapper bw) {
PropertyValues pvs = mbd.getPropertyValues(); if (bw == null) {
if (!pvs.isEmpty()) {
throw new BeanCreationException(
mbd.getResourceDescription(), beanName, "Cannot apply property values to null instance");
}
else {
// Skip property population phase for null instance.
return;
}
} // Give any InstantiationAwareBeanPostProcessors the opportunity to modify the
// state of the bean before properties are set. This can be used, for example,
// to support styles of field injection.
boolean continueWithPropertyPopulation = true; if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {
for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
if (bp instanceof InstantiationAwareBeanPostProcessor) {
InstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (InstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
if (!ibp.postProcessAfterInstantiation(bw.getWrappedInstance(), beanName)) {
continueWithPropertyPopulation = false;
break;
}
}
}
} if (!continueWithPropertyPopulation) {
return;
} if (mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_NAME ||
mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_TYPE) {
MutablePropertyValues newPvs = new MutablePropertyValues(pvs); // Add property values based on autowire by name if applicable.
if (mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_NAME) {
autowireByName(beanName, mbd, bw, newPvs);
} // Add property values based on autowire by type if applicable.
if (mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_TYPE) {
autowireByType(beanName, mbd, bw, newPvs);
} pvs = newPvs;
} boolean hasInstAwareBpps = hasInstantiationAwareBeanPostProcessors();
boolean needsDepCheck = (mbd.getDependencyCheck() != RootBeanDefinition.DEPENDENCY_CHECK_NONE); if (hasInstAwareBpps || needsDepCheck) {
PropertyDescriptor[] filteredPds = filterPropertyDescriptorsForDependencyCheck(bw, mbd.allowCaching);
if (hasInstAwareBpps) {
for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
if (bp instanceof InstantiationAwareBeanPostProcessor) {
InstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (InstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
pvs = ibp.postProcessPropertyValues(pvs, filteredPds, bw.getWrappedInstance(), beanName);
if (pvs == null) {
return;
}
}
}
}
if (needsDepCheck) {
checkDependencies(beanName, mbd, filteredPds, pvs);
}
} applyPropertyValues(beanName, mbd, bw, pvs);
}
经过一系列前置验证（看得迷迷糊糊）然后进行bean注入，调用的是postProcessPropertyValues方法，点进去是个接口（多态性是挺坑的）。找了一下，最后找到AutowiredAnnotationBeanPostProcessor类，里面有个内部类AutowiredMethodElement，其中有个Inject方法是实施注入的。
public static void makeAccessible(Field field) {
if((!Modifier.isPublic(field.getModifiers()) || !Modifier.isPublic(field.getDeclaringClass().getModifiers()) || Modifier.isFinal(field.getModifiers())) && !field.isAccessible()) {
field.setAccessible(true);
} }
@CallerSensitive
public Object invoke(Object obj, Object... args)
throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException,
InvocationTargetException
{
if (!override) {
if (!Reflection.quickCheckMemberAccess(clazz, modifiers)) {
Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();
checkAccess(caller, clazz, obj, modifiers);
}
}
MethodAccessor ma = methodAccessor; // read volatile
if (ma == null) {
ma = acquireMethodAccessor();
}
return ma.invoke(obj, args);
}
前一个是打开权限，后一个粗略看了下，就是注入了。
大概的思路就是使用反射打开权限，然后从对象池中拿取对象并设置到该字段中。如果对象池没有，大概就是放个空进去了，最后调用的时候就是空指针了。
- 实践案例
未能吸取Spring优秀框架的思想，但是自己在项目中应用了一下这种技术。小型项目对建表的要求就是，新建一个bean自动生成一个表。是不是很像某ORM？是的，仅仅使用几百行代码就可以实现这个功能了，采用的就是以反射、Annotation为基础的技术。
package Common;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.lang.reflect.Field;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.util.HashSet;
import java.util.Properties;
import java.util.Set;
import org.apache.log4j.Logger;
import Common.Annotation.ATable;
import Common.Annotation.AutoIncrement;
import Common.Annotation.Column;
import Common.Annotation.PrimaryKey;/**
* 初始化数据库 按照Model包下的类及字段创建
* @author ctk
*
*/public class InitDataBases { private static Logger logger = Logger.getLogger(InitDataBases.class);
private Connection conn = null;
private Set<String> tables; //单例
private static InitDataBases instance = new InitDataBases();
private InitDataBases(){
conn = getConnection();
tables = new HashSet<>();
searchTables();
}
/**
* 读取数据库资源文件
* 获得数据库链接
* @return
*/
private Connection getConnection(){
logger.debug("建立数据库连接");
String driver = "";
String url = "";
String username = "";
String password = ""; File f = new File(this.getClass().getClassLoader().getResource("/").getPath()+"jdbc.properties"); Properties pro = new Properties();
InputStream in = null;
try {
in = new FileInputStream(f);
pro.load(in);
driver = pro.getProperty("jdbc.driverClass");
url = pro.getProperty("jdbc.url");
username = pro.getProperty("jdbc.username");
password = pro.getProperty("jdbc.password");
} catch (FileNotFoundException e) {
logger.error("资源文件未找到，请命名为jdbc.properties，并置于src下");
System.err.println("资源文件未找到，请命名为jdbc.properties，并置于src下");
} catch (IOException e) {
logger.error("资源文件读写异常");
System.err.println("资源文件读写异常");
}
Connection conn = null;
try {
Class.forName(driver);
conn = DriverManager.getConnection(url,username,password);
} catch (ClassNotFoundException e) {
logger.error("加载驱动不成功，请检查是否添加了jdbc的必要包");
System.err.println("加载驱动不成功，请检查是否添加了jdbc的必要包");
} catch (SQLException e) {
logger.error("数据库连接错误，检查账号密码和数据库地址");
System.err.println("数据库连接错误，检查账号密码和数据库地址");
}
return conn;
}
/**
* 自动建表
* @param clazz
*/
public void checkAndCreate(Class<?> clazz){
String tableName = getTableName(clazz);
if(tableExist(tableName))
{
logger.debug(tableName+"表已存在");
return;
}
Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
StringBuilder sb = new StringBuilder("create table ");
sb.append(tableName);
sb.append(" (");
for(int i=0;i<fields.length;i++){
PrimaryKey pk = fields[i].getAnnotation(PrimaryKey.class);
sb.append(getColumnName(fields[i]));
sb.append(" ");
Class<?> type = fields[i].getType();
if(type == String.class)
sb.append("VARCHAR(255)");
else if(type == int.class)
sb.append("INT(50)");
else if(type == long.class)
sb.append("BIGINT(20)");
else if(type == double.class || type == float.class)
sb.append("DOUBLE");
//如果是主键字段
if(pk != null){
sb.append(" primary key");
AutoIncrement ai = fields[i].getAnnotation(AutoIncrement.class);
//判断是否自增
if(ai != null){
sb.append(" AUTO_INCREMENT");
}
}
if(i != (fields.length-1))
sb.append(",");
}
sb.append(")DEFAULT CHARSET=utf8");
logger.debug("sql:"+sb.toString());
try {
PreparedStatement pst = conn.prepareStatement(sb.toString());
pst.execute();
} catch (SQLException e) {
logger.error("建表错误："+e.getMessage());
} }
/**
* 获得表名字
* @param clazz
* @return
*/
public String getTableName(Class<?> clazz){
//获得表别名
ATable table = clazz.getAnnotation(ATable.class);
if(table != null && "".equals(table.name()))
return table.name();
else
{
return clazz.getSimpleName();
}
}
/**
* 获取列名称
* @param field
* @return
*/
public String getColumnName(Field field){
Column column = field.getAnnotation(Column.class);
if(column != null){
return column.value();
}else{
return field.getName();
}
}
/**
* 查询表是否存在
* @return
*/
private void searchTables(){
String sql = "show tables";
try {
PreparedStatement pst = conn.prepareStatement(sql);
logger.debug("sql执行："+sql);
ResultSet rset = pst.executeQuery();
while(rset.next()){
String tname = rset.getString(1);
tables.add(tname);
}
} catch (SQLException e) {
logger.error("sql错误:"+e.getMessage());
}
}
/**
* 判断是否存在某数据
* @param sql
* @return
*/
public boolean dataExist(String sql){
try {
PreparedStatement pst = conn.prepareStatement(sql);
logger.debug("sql执行："+sql);
ResultSet rset = pst.executeQuery();
long id = 0;
while(rset.next()){
id = rset.getLong("id");
}
if(id == 0)
return false;
else
return true;
} catch (SQLException e) {
logger.error("sql错误:"+e.getMessage());
return false;
}
}
/**
* 插入数据sql
* @param sql
*/
public void insertSql(String sql){
try {
PreparedStatement pst = conn.prepareStatement(sql);
logger.debug("sql执行："+sql);
pst.execute();
} catch (SQLException e) {
logger.error("sql错误:"+e.getMessage());
}
}
//获得单例
public static InitDataBases getInstance(){
return instance;
}
public boolean tableExist(String table) {
return tables.contains(table);
}
//关闭链接
public void closeConn(){
logger.debug("关闭数据库连接...");
try {
conn.close();
} catch (SQLException e) {
logger.error("关闭数据库连接失败:"+e.getMessage());
}
}
}
然后在启动的Listener中加入。
CommonInfo.FilePackage = this.getClass().getClassLoader().getResource("/").getPath()+"/WEB-INF/fildDownload";
File pkg = new File(CommonInfo.FilePackage);
if(!pkg.exists())
pkg.mkdirs(); File f = new File(this.getClass().getClassLoader().getResource("/").getPath()+"/Model");
File[] fs = f.listFiles();
List<String> tables = new ArrayList<>();
for(File fl:fs){
String fname = fl.getName();
fname = fname.substring(0,fname.length()-6);
tables.add(fname);
}
InitDataBases initDB = InitDataBases.getInstance();
try {
for (String table : tables) {
Class<?> clazz = Class.forName("Model." + table);
initDB.checkAndCreate(clazz);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
logger.error("找不到bean："+e.getMessage());;
大概的思路就是，检查bean文件夹下是否存在bean并且bean中是否有Annotation修饰，并拼凑建表语句，最后新建表，别忘了关闭数据库连接。
