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

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

2 ЧАСТЬ 1 ВВЕДЕНИЕ

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

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

5 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\")"); }

6 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

7 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); }

8 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

9 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

10 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

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

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

13 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. }

14 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()); }

15 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

16 ЧАСТЬ 2 СТРУКТУРА КЛАССА

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

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

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

20 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

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

22 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

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

24 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

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

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

27 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); }

28 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);

29 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); }

30 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()); }

31 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

32 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);

33 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);

34 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();

35 ЧАСТЬ 3 МАССИВЫ

36 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

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

38 ЧАСТЬ 4 ЗАГРУЗЧИКИ КЛАССОВ

39 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

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

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

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

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

44 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"});

45 ЧАСТЬ 5 ПАРАМЕТРЫ ТИПОВ

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

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

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

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

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

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

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

53 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