REFLECTION Библиотека, позволяющая оперировать информацией о типах во время выполнения Пакеты java.lang java.lang.reflect

ЧАСТЬ 1 ВВЕДЕНИЕ

ИНФОРМАЦИЯ О ТИПЕ Класс Class -- информация о типе Предоставляемая информация Структура класса Структура наследования Проверки времени выполнения …

ПОЛУЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ О ТИПЕ Во время исполнения object.getClass() Во время компиляции Type.class Примеры ArrayList.class int.class int[].class Предопределенные Wrapper.TYPE

ПРИМЕР class Candy { static { System.out.println("Загрузка класса Candy"); } } class Gum { static { System.out.println("Загрузка класса Gum"); } } public class Example01 { public static void main(String[] args) { System.out.println("в методе main()"); new Candy(); System.out.println("После создания объекта Candy"); try { Class.forName("Gum"); } catch(ClassNotFoundException e) { System.out.println("Класс Gum не найден"); } System.out.println("После вызова метода Class.forName(\"Gum\")"); }

ПРИМЕР class Candy { static { System.out.println("Загрузка класса Candy"); } } class Gum { static { System.out.println("Загрузка класса Gum"); } } public class Example01 { public static void main(String[] args) { System.out.println("в методе main()"); new Candy(); System.out.println("После создания объекта Candy"); try { Class.forName("Gum"); } catch(ClassNotFoundException e) { System.out.println("Класс Gum не найден"); } System.out.println("После вызова метода Class.forName(\"Gum\")"); } в методе main() Загрузка класса Candy После создания объекта Candy Загрузка класса Gum После вызова метода Class.forName("Gum") Загрузка класса Cookie После создания объекта Cookie

ПРИМЕР class Initable { static final int staticFinal = 47; static final int staticFinal2 = Example02.rand.nextInt(1000); static { System.out.println("Initializing Initable"); } } class Initable2 { static int staticNonFinal = 147; static { System.out.println("Initializing Initable2"); } } class Initable3 { static int staticNonFinal = 74; static { System.out.println("Initializing Initable3"); } } public class Example02 { public static Random rand = new Random(); public static void main(String[] args) throws Exception { Class initable = Initable.class; System.out.println("1: " + "After creating Initable ref"); System.out.println("2: " + Initable.staticFinal); System.out.println("3: " + Initable.staticFinal2); System.out.println("4: " + Initable2.staticNonFinal); Class initable3 = Class.forName("Initable3"); System.out.println("5: " + "After creating Initable3 ref"); System.out.println("6: " + Initable3.staticNonFinal); }

ПРИМЕР class Initable { static final int staticFinal = 47; static final int staticFinal2 = Example02.rand.nextInt(1000); static { System.out.println("Initializing Initable"); } } class Initable2 { static int staticNonFinal = 147; static { System.out.println("Initializing Initable2"); } } class Initable3 { static int staticNonFinal = 74; static { System.out.println("Initializing Initable3"); } } public class Example02 { public static Random rand = new Random(); public static void main(String[] args) throws Exception { Class initable = Initable.class; System.out.println("1: " + "After creating Initable ref"); System.out.println("2: " + Initable.staticFinal); System.out.println("3: " + Initable.staticFinal2); System.out.println("4: " + Initable2.staticNonFinal); Class initable3 = Class.forName("Initable3"); System.out.println("5: " + "After creating Initable3 ref"); System.out.println("6: " + Initable3.staticNonFinal); } 1: After creating Initable ref 2: 47 Initializing Initable 3: 932 Initializing Initable2 4: 147 Initializing Initable3 5: After creating Initable3 ref 6: 74

ТИПЫ ТИПОВ Для определения типов служат методы вида is*() АннотацияAnnotation МассивArray ПримитивныйPrimitive ПеречислениеEnum ИнтерфейсInterface Класс*Class Анонимный класс AnonymousClass Локальный класс LocalClass Класс-член MemberClass

ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О КЛАССЕ Имя класса getCanonicalName() – каноническое имя getName() – полное имя getSimpleName() – простое имя Структура классов getSuperClass() – предок getInterfaces() – реализуемые интерфейсы Модификаторы getModifiers() – модификаторы

МЕСТО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КЛАССА Методы получения места, в котором определен класс Тип классаМетод Верхнего уровняgetPackage() ВложенныйgetDeclaredClass() в конструкторgetEnclosingConstructor() в методgetEnclosingMethod()

ПРИВЕДЕНИЕ ТИПОВ Определение возможности приведения isAssignableFrom(class) – класса isInstance(object) – объекта Приведение cast(object) – привести ссылку к типу Для объектов If (x instanceof String) {…}

ПРИМЕР class Building {} class House extends Building {} public class Example03 { public static void main(String[] args) { Building b = new House(); Class houseType = House.class; House h = houseType.cast(b); h = (House)b; //... or just do this. }

ПРИМЕР class Base {} class Derived extends Base {} public class Example04 { static void test(Object x) { System.out.println("Testing x of type " + x.getClass()); System.out.println("x instanceof Base " + (x instanceof Base)); System.out.println("x instanceof Derived "+ (x instanceof Derived)); System.out.println("Base.isInstance(x) "+ Base.class.isInstance(x)); System.out.println("Derived.isInstance(x) " + Derived.class.isInstance(x)); System.out.println("x.getClass() == Base.class " + (x.getClass() == Base.class)); System.out.println("x.getClass() == Derived.class " + (x.getClass() == Derived.class)); } public static void main(String[] args) { test(new Base()); test(new Derived()); }

ПРИМЕР class Base {} class Derived extends Base {} public class Example04 { static void test(Object x) { System.out.println("Testing x of type " + x.getClass()); System.out.println("x instanceof Base " + (x instanceof Base)); System.out.println("x instanceof Derived "+ (x instanceof Derived)); System.out.println("Base.isInstance(x) "+ Base.class.isInstance(x)); System.out.println("Derived.isInstance(x) " + Derived.class.isInstance(x)); System.out.println("x.getClass() == Base.class " + (x.getClass() == Base.class)); System.out.println("x.getClass() == Derived.class " + (x.getClass() == Derived.class)); } public static void main(String[] args) { test(new Base()); test(new Derived()); } Testing x of type class Base x instanceof Base true x instanceof Derived false Base.isInstance(x) true Derived.isInstance(x) false x.getClass() == Base.class true x.getClass() == Derived.class false x.getClass().equals(Base.class)) true x.getClass().equals(Derived.class)) false Testing x of type class Derived x instanceof Base true x instanceof Derived true Base.isInstance(x) true Derived.isInstance(x) true x.getClass() == Base.class false x.getClass() == Derived.class true x.getClass().equals(Base.class)) false x.getClass().equals(Derived.class)) true

ЧАСТЬ 2 СТРУКТУРА КЛАССА

ИНФОРМАЦИЯ О ЧЛЕНЕ КЛАССА Интерфейс Member Методы getDeclaringClass() – класс, в котором определен getName() – имя члена getModifiers() – модификаторы

МОДИФИКАТОРЫ Класс Modifiers КонстантаМетодМодификатор ABSTRACTisAbstractabstract FINALisFinalfinal INTERFACEisInterfaceinterface NATIVEisNativenative PRIVATEisPrivateprivate PROTECTEDisProtectedprotected PUBLICisPublicpublic STATICisStaticstatic STRICTisStrictstrictfp SYNCHRONIZEDisSynchronizedsynchronized TRANSIENTisTransienttransient VOLATILEisVolatilevolatile

ПОЛЯ Открытые getFields() – все поля getField(name) – конкретное поле Все getDeclaredFields() – все поля getDeclaredField(name) – конкретное поле Исключения NoSuchFieldException

СВОЙСТВА ПОЛЕЙ Класс Field Информация getName() – имя поля getType() – тип значения Чтение значения get(object) – ссылки get*(object) – значения примитивного типа Запись значения set(object, value) – ссылки set*(object, value) – значения примитивного типа

МЕТОДЫ Открытые getMethods() – все методы getMethod(name, Class… parameters) – конкретный метод Все getDeclaredMethods() – все методы getDeclaredMethod(name, Class… parameters) – конкретный метод Исключения NoSuchMethodException

СВОЙСТВА МЕТОДОВ Класс Method Сигнатура метода getName() – имя метода getParameterTypes() – параметры метода Другая информация getExceptionTypes() – возможные исключения getReturnType() – тип возвращаемого значения Вызов метода invoke(Object object, Object …args) – вызвать метод с указанными аргументами InvocationTargetException – в случае ошибки

КОНСТРУКТОРЫ Открытые getConstructors() – все конструкторы getConstructor(Class… parameters) – конкретный конструктор Все getDeclaredConstructors() – все конструкторы getDeclaredConstructor(Class… parameters) – конкретный конструктор Исключения NoSuchMethodException

СВОЙСТВА КОНСТРУКТОРОВ Класс Constructor Информация о конструкторе getParameterTypes() – параметры конструктора getExceptionTypes() – возможные исключения Создание объекта newInstance(Object … args) – создать новый объект class.newInstance() – создать новый объект используя конструктор по умолчанию

КЛАССЫ И ИНТЕРФЕЙСЫ Открытые getClasses() – все классы и интерфейсы Все getDeclaredClasses() – все классы и интерфейсы

ДОСТУП К ЗАКРЫТЫМ ЧЛЕНАМ По умолчанию доступ к закрытым членам запрещен IllegalAccessException Все члены extends AccessibleObject setAccessible(boolean) – запросить доступ isAccessible() – проверить доступ

ПРИМЕР: ЛИСТИНГ КЛАССА Class c = …; for (Field m : c.getDeclaredFields()) { System.out.println(m); } for (Constructor m : c.getDeclaredConstructors()) { System.out.println(m); } for (Method m : c.getDeclaredMethods()) { System.out.println(m); }

ПРИМЕР: СОЗДАНИЕ ЭКЗЕМПЛЯРА // Получение класса Class clazz = Integer.class; // Получение конструктора Constructor c = clazz.getConstructor(int.class); // Создание экземпляра Integer i = (Integer) c.newInstance(100); // Проверка System.out.println(i);

ПРИМЕР class PrivateData { private int priv = 1; public int pub; public PrivateData(int a) { System.out.println("Hello!"); this.priv = a; this.pub = a; } private void foo() { System.out.println("Hidden! " + priv); } public void boo(int num) { System.out.println("Public " + num); } } class PrivateData2 extends PrivateData { private int priv2 = 0; public int pub2 = 1; public PrivateData2(int a) { super(a); }

ПРИМЕР public static void printModifiers(Class c) { int mods = c.getModifiers(); if (Modifier.isPublic(mods)) { System.out.print("public "); } if (Modifier.isAbstract(mods)) {System.out.print("abstract "); } if (Modifier.isFinal(mods)) { System.out.print("final "); } } static void printSuperClasses(Class c, String tabs) { if (c == null) { return; } printSuperClasses(c.getSuperclass(), tabs + " "); System.out.print(tabs); printModifiers(c); System.out.println(c.getName()); }

ПРИМЕР public static void printFields(Class c) { Field[] publicFields = c.getFields(); for (Field field : publicFields) { Class fieldType = field.getType(); System.out.print("Имя: " + field.getName() + " "); System.out.println("Тип: " + fieldType.getName()); } public static void printAllFields(Class c) { Field[] declaredFields = c.getDeclaredFields(); for (Field field : declaredFields) { Class fieldType = field.getType(); System.out.print("Имя: " + field.getName() + " "); System.out.println("Тип: " + fieldType.getName()); } Имя: pub2 Тип: int Имя: pub Тип: int Имя: priv2 Тип: int Имя: pub2 Тип: int

ПРИМЕР PrivateData pd = new PrivateData(5); Field field = null; Integer value = 0; field = PrivateData.class.getField("pub"); value = (Integer) field.get(pd); System.out.println(value); field = PrivateData.class.getDeclaredField("priv"); field.setAccessible(true); value = (Integer) field.get(pd); field.setInt(pd, value + 1); value = (Integer) field.get(pd); System.out.println(value);

ПРИМЕР Class pdClass = pd.getClass(); Class [] paramTypes = new Class[] { int.class }; Method method = null; method = pdClass.getMethod("boo", paramTypes); Object[] params = new Object[] { new Integer(10) }; method.invoke(pd, params);

ПРИМЕР Class [] paramTypes = new Class[] { int.class }; Constructor aConstrct = pdClass.getConstructor(paramTypes); Object[] params = new Object[] { 5 }; aConstrct.newInstance(params); Class t = Class.forName("java.lang.String"); Object obj = t.newInstance();

ЧАСТЬ 3 МАССИВЫ

ОПЕРАЦИИ С МАССИВАМИ Класс Array Создание массива заданного типа newInstance(Class, length) – линейного newInstance(Class, dims[]) – многомерного Чтение значения из массива get(array, index) – ссылки get*(array, index) – значения примитивного типа Запись значения в массив set(array, index, value) – ссылки set*(array, index, value) – значения примитивного типа

МАССИВЫ КАК ТИПЫ Имя типа массива [имя_типа_элемента Методы isArray() – является ли массивом getComponentType() – тип элемента массива

ЧАСТЬ 4 ЗАГРУЗЧИКИ КЛАССОВ

Позволяют загружать и определять новые классы Класс ClassLoader Методы loadClass(name, resolve?) – загружает класс по имени findLoadedClass(name) – найти уже загруженный класс resolveClass(class) – загружает библиотеки

ДЕРЕВО ЗАГРУЗЧИКОВ Загрузчики образуют дерево Загрузчики в разных ветвях могут загрузить разные классы с одним полным именем

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ Получения родителя getParent() Загрузка ресурсов URL getResource(String name) – определение местоположения ресурса по имени getResourceAsStream(String name) – чтение ресурса по имени

ЗАГРУЗЧИКИ И КЛАССЫ Получение загрузчика getClassLoader() – кто загрузил класс Thread.getContextClassLoader() – контекстный загрузчик Прямая загрузка класса Class.forName(name) Class.forName(name, init, ClassLoader)

РЕАЛИЗАЦИИ ЗАГРУЗЧИКОВ Класс URLClassLoader Загружает классы из нескольких мест, заданных URL

ПРИМЕР: ЗАГРУЗКА КЛАССА URL jar = new URL("file://."); className = "Test"; ClassLoader cl = new URLClassLoader(new URL[]{jar}); Class c = cl.loadClass(className); Method m = c.getMethod("main", String[].class); m.invoke(null, (Object) new String[]{"hello"});

ЧАСТЬ 5 ПАРАМЕТРЫ ТИПОВ

ИНФОРМАЦИЯ О ПАРАМЕТРАХ ТИПОВ (ПТ) Информация о конкретных параметрах типов стирается Информация о зависимостях типов сохраняется

ПОЛУЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИЯ О ПТ Для классов getGenericSuperclass() getGenericInterfaces() Для методов и конструкторов getGenericParameterTypes() getGenericReturnType() getGenericExceptionTypes() Для полей getGenericType()

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ О ПТ Интерфейс Type КлассыClass Параметризованный класс ParameterizedType Переменная типаTypeVariable WildcardWildcardType МассивыGenericArrayType

ПАРАМЕТРИЗОВАННЫЕ КЛАССЫ Пример: Collection Интерфейс ParameterizedType getRawType() – не параметризованный тип getActualTypeArguments() – реальные аргументы типа

ПЕРЕМЕННЫЕ ТИПА Пример: T Получение getTypeParameters() Интерфейс TypeVariable getName() – имя переменной getBounds() – верхние границы getGenericDeclaration() – кто объявил

WILDCARDS Пример: ? super HashSet extends Collection Интерфейс Wildcard getUpperBounds() – Верхние границы getLowerBounds() – Нижние границы

МАССИВЫ Тип элемента – переменная типа Пример: T[] Тип элемента – параметризованный тип Пример: Set [] Интерфейс GenericArrayType getGenericComponentType() – тип элемента

ВЫВОДЫ Reflection позволяет Анализировать классы по время исполнения Загружать классы по имени Создавать экземпляры классов по имени Вызывать метод классов по имени Оперировать значениями полей по имени Создавать и оперировать с массивами по типу элемента