8年Android开发架构师详解：Android反射机制（程序员
2019-07-01 本文已影响57人
Android架构
什么是反射机制？
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一个方法和属性；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制（注意关键词：运行状态）换句话说，Java程序可以加载一个运行时才得知名称的class，获悉其完整构造（但不包括methods定义），并生成其对象实体、或对其fields设值、或唤起其methods
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反射机制主要提供的功能
- 在运行时判断任意一个对象所属的类；
- 在运行时构造任意一个类的对象；
- 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法；
- 在运行时调用任意一个对象的方法；
java Reflection API简介
- Class类：代表一个类，位于java.lang包下
- 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
- Array类：提供了动态创建数组，以及访问数组的元素的静态方法
java中的Class介绍
Class 类十分特殊，它没有共有的构造方法，被jvm调用的（简单的理解：new对象或者被类加载器加载的时候），在Java中，每个class都有一个相应的Class对象。也就是说，当我们编写一个类，编译完成后，在生成的.class文件中，就会产生一个Class对象，用于表示这个类的类型信息。
java中的Class三种获取方式
-
利用对象调用getClass()方法获取该对象的Class实例；
-
使用Class类的静态方法forName()，用类的名字获取一个Class实例 ；
-
运用.class的方式来获取Class实例，对于基本数据类型的封装类，还可以采用.TYPE来获取相对应的基本数据类型的Class实例；
说明：在运行期间，如果我们要产生某个类的对象，Java虚拟机(JVM)会检查该类型的Class对象是否已被加载。如果没有被加载，JVM会根据类的名称找到.class文件并加载它。一旦某个类型的Class对象已被加载到内存，就可以用它来产生该类型的所有对象。
//方式一
Person person = new Person();
Class<? extends Person> personClazz01 = person.getClass();
//方式二
try {
Class<?> personClazz02 = Class.forName("Person");
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
//方式三
Class<? extends Person> personClazz03 = Person.class;
java中的Class中一些重要的方法
-
public Annotation[] getAnnotations () 获取这个类中所有注解
-
getClassLoader() 获取加载这个类的类加载器
-
getDeclaredMethods() 获取这个类中的所有方法
-
getReturnType() 获取方法的返回类型
-
getParameterTypes() 获取方法的传入参数类型
-
isAnnotation() 测试这类是否是一个注解类
-
getDeclaredConstructors() 获取所有的构造方法
-
getDeclaredMethod(String name, Class… parameterTypes) 获取指定的构造方法（参数：参数类型.class）
-
getSuperclass() 获取这个类的父类
-
getInterfaces() 获取这个类实现的所有接口
-
getFields() 获取这个类中所有被public修饰的成员变量
-
getField(String name) 获取指定名字的被public修饰的成员变量
-
newInstance() 返回此Class所表示的类，通过调用默认的（即无参数）构造函数创建的一个新实例
等等方法
如何通过反射获取私有成员变量和私有方法
Person类
/**
* Created by yuanyc on 2016/1/28.
*/
public class Person {
private String name = "zhangsan";
private String age;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
Person person = new Person();
//打印没有改变属性之前的name值
System.out.println("before：" + getPrivateValue(person, "name"));
person.setName("lisi");
//打印修改之后的name值
System.out.println("after：" + getPrivateValue(person, "name"));
/**
* 通过反射获取私有的成员变量
*
* @param person
* @return
*/
private Object getPrivateValue(Person person, String fieldName) {
try {
Field field = person.getClass().getDeclaredField(fieldName);
// 参数值为true，打开禁用访问控制检查
//setAccessible(true) 并不是将方法的访问权限改成了public，而是取消java的权限控制检查。
//所以即使是public方法，其accessible 属相默认也是false
field.setAccessible(true);
return field.get(person);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
获取私有方法的方式类似获取私有成员变量的方式
Filed类，Method类等详细查看开发者文档：
http://developer.android.com/intl/zh-cn/reference/java/lang/reflect/Field.html
案例演示反射
Person类
/**
* kaivens
*/
public class Person {
private int age;
private String name;
public Person(){
}
public Person(int age, String name){
this.age = age;
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
SuperPerson类
/**
* kaivens
*/
public class SuperPerson extends Person implements Smoke.Smoking{
private boolean isMan;
public void fly()
{
System.out.println("走你~~");
}
public boolean isMan() {
return isMan;
}
public void setMan(boolean iaMan) {
isMan = iaMan;
}
@Override
public void smoke(int count) {
}
}
Smoke接口类
/**
* kaivens
*/
public class Smoke {
public interface Smoking {
public void smoke(int count);
}
}
MainActivity类
public class MainActivity extends Activity {
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
Tests();
}
private void Tests() {
try {
//通过Java反射机制得到类的包名和类名
Test1();
System.out.println("===============================================");
//验证所有的类都是Class类的实例对象
Test2();
System.out.println("===============================================");
//通过Java反射机制，用Class 创建类对象[这也就是反射存在的意义所在]，无参构造
Test3();
System.out.println("===============================================");
//通过Java反射机制得到一个类的构造函数，并实现构造带参实例对象
Test4();
System.out.println("===============================================");
//通过Java反射机制操作成员变量, set 和 get
Test5();
System.out.println("===============================================");
//通过Java反射机制得到类的一些属性： 继承的接口，父类，函数信息，成员信息，类型等
Test6();
System.out.println("===============================================");
//通过Java反射机制调用类中方法
Test7();
System.out.println("===============================================");
//通过Java反射机制获得类加载器
Test8();
System.out.println("===============================================");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* Demo1: 通过Java反射机制得到类的包名和类名
*/
public static void Test1() {
Person person = new Person();
System.out.println("Test1: 包名: " + person.getClass().getPackage().getName() + "，" + "完整类名: " + person.getClass().getName());
}
/**
* Demo2: 验证所有的类都是Class类的实例对象
*/
public static void Test2() throws ClassNotFoundException {
//定义两个类型都未知的Class , 设置初值为null, 看看如何给它们赋值成Person类
Class<?> class1 = null;
Class<?> class2 = null;
//写法1, 可能抛出 ClassNotFoundException [多用这个写法]
class1 = Class.forName("com.tuba.yuanyc.audiomanagerdemo.Person");
System.out.println("Test2:(写法1) 包名: " + class1.getPackage().getName() + "，" + "完整类名: " + class1.getName());
//写法2
class2 = Person.class;
System.out.println("Test2:(写法2) 包名: " + class2.getPackage().getName() + "，" + "完整类名: " + class2.getName());
}
/**
* Demo3: 通过Java反射机制，用Class 创建类对象[这也就是反射存在的意义所在]
*/
public static void Test3() throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException {
Class<?> class1 = null;
class1 = Class.forName("com.android.reflect.Person");
//由于这里不能带参数，所以你要实例化的这个类Person，一定要有无参构造函数
Person person = (Person) class1.newInstance();
person.setAge(26);
person.setName("kaiven");
System.out.println("Test3: " + person.getName() + " : " + person.getAge());
}
/**
* Demo4: 通过Java反射机制得到一个类的构造函数，并实现创建带参实例对象
*/
public static void Test4() throws ClassNotFoundException, IllegalArgumentException, InstantiationException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {
Class<?> class1 = null;
Person person1 = null;
Person person2 = null;
class1 = Class.forName("com.android.reflect.Person");
//得到一系列构造函数集合
Constructor<?>[] constructors = class1.getConstructors();
try {
person1 = (Person) constructors[0].newInstance();
} catch (InvocationTargetException e) {
e.printStackTrace();
}
person1.setAge(28);
person1.setName("zhuk");
person2 = (Person) constructors[1].newInstance(29, "zhuk");
System.out.println("Test4: " + person1.getName() + " : " + person1.getAge() + " , " + person2.getName() + " : " + person2.getAge());
}
/**
* Demo5: 通过Java反射机制操作成员变量, set 和 get
*/
public static void Test5() throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException, SecurityException, NoSuchFieldException, InstantiationException, ClassNotFoundException {
Class<?> class1 = null;
class1 = Class.forName("com.android.reflect.Person");
Object obj = class1.newInstance();
Field nameField = class1.getDeclaredField("name");
nameField.setAccessible(true);
nameField.set(obj, "cyy");
System.out.println("Test5: 修改属性之后得到属性变量的值：" + nameField.get(obj));
}
/**
* Demo6: 通过Java反射机制得到类的一些属性： 继承的接口，父类，函数信息，成员信息，类型等
*/
public static void Test6() throws ClassNotFoundException {
Class<?> class1 = null;
class1 = Class.forName("com.android.reflect.Person");
//取得父类名称
Class<?> superClass = class1.getSuperclass();
System.out.println("Test6: SuperMan类的父类名: " + superClass.getName());
System.out.println("===============================================");
Field[] fields = class1.getDeclaredFields();
for (int i = 0; i < fields.length; i++) {
System.out.println("类中的成员: " + fields[i]);
}
System.out.println("===============================================");
//取得类方法
Method[] methods = class1.getDeclaredMethods();
for (int i = 0; i < methods.length; i++) {
System.out.println("Test6,取得SuperMan类的方法：");
System.out.println("函数名：" + methods[i].getName());
System.out.println("函数返回类型：" + methods[i].getReturnType());
System.out.println("函数访问修饰符：" + Modifier.toString(methods[i].getModifiers()));
System.out.println("函数代码写法： " + methods[i]);
}
System.out.println("===============================================");
Class<?> interfaces[] = class1.getInterfaces();
for (int i = 0; i < interfaces.length; i++) {
System.out.println("实现的接口类名: " + interfaces[i].getName());
}
}
/**
* Demo7: 通过Java反射机制调用类方法
*/
public static void Test7() throws ClassNotFoundException, SecurityException, NoSuchMethodException, IllegalArgumentException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
Class<?> class1 = null;
class1 = Class.forName("com.android.reflect.SuperPerson");
System.out.println("Test7: \n调用无参方法fly()：");
Method method = class1.getMethod("fly");
method.invoke(class1.newInstance());
System.out.println("调用有参方法smoke(int m)：");
method = class1.getMethod("smoke", int.class);
method.invoke(class1.newInstance(), 100);
}
/**
* Demo8: 通过Java反射机制得到类加载器信息
* <p/>
* 在java中有三种类类加载器。
* <p/>
* 1）Bootstrap ClassLoader 此加载器采用c++编写，一般开发中很少见。
* <p/>
* 2）Extension ClassLoader 用来进行扩展类的加载，一般对应的是jre\lib\ext目录中的类
* <p/>
* 3）AppClassLoader 加载classpath指定的类，是最常用的加载器。同时也是java中默认的加载器。
*
* @throws ClassNotFoundException
*/
public static void Test8() throws ClassNotFoundException {
Class<?> class1 = null;
class1 = Class.forName("com.android.reflect.SuperPerson");
String name = class1.getClassLoader().getClass().getName();
System.out.println("Test8: 类加载器类名: " + name);
}
}
运行结果：
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ Test1: 包名: com.tuba.yuanyc.audiomanagerdemo，完整类名: com.tuba.yuanyc.audiomanagerdemo.Person
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ ===============================================
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ Test2:(写法1) 包名: com.android.reflect，完整类名: com.tuba.yuanyc.audiomanagerdemo.Person
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ Test2:(写法2) 包名: com.android.reflect，完整类名: com.tuba.yuanyc.audiomanagerdemo.Person
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ ===============================================
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ Test3: zhuk : 26
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ ===============================================
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ Test4: yyc : 28 , yyc : 29
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ ===============================================
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ Test5: 修改属性之后得到属性变量的值：cyy
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ ===============================================
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ Test6: SuperMan类的父类名: java.lang.Object
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ ===============================================
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ 类中的成员: private java.lang.String com.tuba.yuanyc.audiomanagerdemo.Person.name
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ 类中的成员: private int com.android.reflect.Person.age
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ ===============================================
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ Test6,取得SuperMan类的方法：
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ 函数名：getAge
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ 函数返回类型：int
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ 函数访问修饰符：public
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ 函数代码写法： public int com.tuba.yuanyc.audiomanagerdemo.Person.getAge()
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ Test6,取得SuperMan类的方法：
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ 函数名：getName
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ 函数返回类型：class java.lang.String
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ 函数访问修饰符：public
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ 函数代码写法： public java.lang.String com.tuba.yuanyc.audiomanagerdemo.Person.getName()
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ Test6,取得SuperMan类的方法：
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ 函数名：setAge
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ 函数返回类型：void
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ 函数访问修饰符：public
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ 函数代码写法： public void com.tuba.yuanyc.audiomanagerdemo.Person.setAge(int)
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ Test6,取得SuperMan类的方法：
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ 函数名：setName
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ 函数返回类型：void
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ 函数访问修饰符：public
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ 函数代码写法： public void com.tuba.yuanyc.audiomanagerdemo.Person.setName(java.lang.String)
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ ===============================================
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ ===============================================
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ Test7:
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ 调用无参方法fly()：
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ 走你~~
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ 调用有参方法smoke(int m)：
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ ===============================================
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ Test8: 类加载器类名: dalvik.system.PathClassLoader
01-28 17:19:29.463 14972-14972/? I/System.out﹕ ===============================================
利用反射使用系统隐藏类
因为SystemProperties.java类已被系统隐藏，因此我们通过Java反射机制获取该类内容，通过get和set方法来读取、设置build.prop里面的内容。
package com.android.kaiven.tools;
import android.content.Context;
import android.util.Log;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.Method;
import dalvik.system.DexFile;
/**
* Created by zhangqing on 2017/3/1.
*/
public class SystemPropertiesProxy {
public static final String TAG = "SystemPropertiesProxy";
/**
* 根据给定的Key返回String类型的值
*
* @param context 上下文
* @param key 获取指定信息所需的key
* @return 返回一个String类型的值，如果不存在该key则返回空字符串
*/
public static String getString(Context context, String key) {
String result = "";
try {
ClassLoader classLoader = context.getClassLoader();
@SuppressWarnings("rawtypes")
Class SystemProperties = classLoader.loadClass("android.os.SystemProperties");
//参数类型
@SuppressWarnings("rawtypes")
Class[] paramTypes = new Class[1];
paramTypes[0] = String.class;
Method getString = SystemProperties.getMethod("get", paramTypes);
//参数
Object[] params = new Object[1];
params[0] = new String(key);
result = (String) getString.invoke(SystemProperties, params);
} catch (IllegalArgumentException e) {
//e.printStackTrace();
//如果key超过32个字符则抛出该异常
Log.w(TAG, "key超过32个字符");
} catch (Exception e) {
result = "";
}
return result;
}
/**
* 根据给定的Key返回String类型的值
*
* @param context 上下文
* @param key 获取指定信息所需的key
* @param def key不存在时的默认值
* @return 返回一个String类型的值，如果key不存在, 并且如果def不为null则返回def,否则返回空字符串
*/
public static String getString(Context context, String key, String def) {
String result = def;
try {
ClassLoader classLoader = context.getClassLoader();
@SuppressWarnings("rawtypes")
Class SystemProperties = classLoader.loadClass("android.os.SystemProperties");
//参数类型
@SuppressWarnings("rawtypes")
Class[] paramTypes = new Class[2];
paramTypes[0] = String.class;
paramTypes[1] = String.class;
Method getString = SystemProperties.getMethod("get", paramTypes);
//参数
Object[] params = new Object[2];
params[0] = new String(key);
params[1] = new String(def);
result = (String) getString.invoke(SystemProperties, params);
} catch (IllegalArgumentException e) {
//e.printStackTrace();
//如果key超过32个字符则抛出该异常
Log.w(TAG, "key超过32个字符");
} catch (Exception e) {
result = def;
}
return result;
}
/**
* 根据给定的key返回int类型的值
*
* @param context 上下文
* @param key 要查询的key
* @param def 默认返回值
* @return 返回一个int类型的值，如果没有发现则返回默认值 def
*/
public static Integer getInt(Context context, String key, int def) {
Integer result = def;
try {
ClassLoader classLoader = context.getClassLoader();
@SuppressWarnings("rawtypes")
Class SystemProperties = classLoader.loadClass("android.os.SystemProperties");
//参数类型
@SuppressWarnings("rawtypes")
Class[] paramTypes = new Class[2];
paramTypes[0] = String.class;
paramTypes[1] = int.class;
Method getInt = SystemProperties.getMethod("getInt", paramTypes);
//参数
Object[] params = new Object[2];
params[0] = new String(key);
params[1] = new Integer(def);
result = (Integer) getInt.invoke(SystemProperties, params);
} catch (IllegalArgumentException e) {
//e.printStackTrace();
//如果key超过32个字符则抛出该异常
Log.w(TAG, "key超过32个字符");
} catch (Exception e) {
result = def;
}
return result;
}
/**
* 根据给定的key返回long类型的值
*
* @param context 上下文
* @param key 要查询的key
* @param def 默认返回值
* @return 返回一个long类型的值，如果没有发现则返回默认值def
*/
public static Long getLong(Context context, String key, long def) {
Long result = def;
try {
ClassLoader classLoader = context.getClassLoader();
@SuppressWarnings("rawtypes")
Class SystemProperties = classLoader.loadClass("android.os.SystemProperties");
//参数类型
@SuppressWarnings("rawtypes")
Class[] paramTypes = new Class[2];
paramTypes[0] = String.class;
paramTypes[1] = long.class;
Method getLong = SystemProperties.getMethod("getLong", paramTypes);
//参数
Object[] params = new Object[2];
params[0] = new String(key);
params[1] = new Long(def);
result = (Long) getLong.invoke(SystemProperties, params);
} catch (IllegalArgumentException e) {
//e.printStackTrace();
//如果key超过32个字符则抛出该异常
Log.w(TAG, "key超过32个字符");
} catch (Exception e) {
result = def;
}
return result;
}
/**
* 根据给定的key返回boolean类型的值
* 如果值为'n','no','0','false' or 'off'返回false
* 如果值为'y','yes','1','true' or 'on'返回true
* 如果key不存在, 或者是其它的值, 则返回默认值
*
* @param context 上下文
* @param key 要查询的key
* @param def 默认返回值
* @return 返回一个boolean类型的值，如果没有发现则返回默认值def
*/
public static Boolean getBoolean(Context context, String key, boolean def) {
Boolean result = def;
try {
ClassLoader classLoader = context.getClassLoader();
@SuppressWarnings("rawtypes")
Class SystemProperties = classLoader.loadClass("android.os.SystemProperties");
//参数类型
@SuppressWarnings("rawtypes")
Class[] paramTypes = new Class[2];
paramTypes[0] = String.class;
paramTypes[1] = boolean.class;
Method getBoolean = SystemProperties.getMethod("getBoolean", paramTypes);
//参数
Object[] params = new Object[2];
params[0] = new String(key);
params[1] = new Boolean(def);
result = (Boolean) getBoolean.invoke(SystemProperties, params);
} catch (IllegalArgumentException e) {
//e.printStackTrace();
//如果key超过32个字符则抛出该异常
Log.w(TAG, "key超过32个字符");
} catch (Exception e) {
result = def;
}
return result;
}
/**
* 根据给定的key和值设置属性, 该方法需要特定的权限才能操作.
*
* @param context 上下文
* @param key 设置属性的key
* @param val 设置属性的value
*/
public static void set(Context context, String key, String val) {
try {
@SuppressWarnings("rawtypes")
DexFile df = new DexFile(new File("/system/app/Settings.apk"));
ClassLoader classLoader = context.getClassLoader();
@SuppressWarnings("rawtypes")
Class SystemProperties = Class.forName("android.os.SystemProperties");
//参数类型
@SuppressWarnings("rawtypes")
Class[] paramTypes = new Class[2];
paramTypes[0] = String.class;
paramTypes[1] = String.class;
Method set = SystemProperties.getMethod("set", paramTypes);
//参数
Object[] params = new Object[2];
params[0] = new String(key);
params[1] = new String(val);
set.invoke(SystemProperties, params);
} catch (IllegalArgumentException e) {
//e.printStackTrace();
//如果key超过32个字符或者value超过92个字符则抛出该异常
Log.w(TAG, "key超过32个字符或者value超过92个字符");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
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