Reflection

Java Advanced / Collections Framework
Содержание
Введение
Структура класса
Массивы
Загрузчики классов
Параметры типов
Proxy
Заключение

Java Advanced / Collections Framework
Reflection
Библиотека, позволяющая оперировать информацией о типах во время выполнения
Пакеты
java.lang
java.lang.reflect

Введение
Часть 1

Java Advanced / Collections Framework
Информация о типе
Класс Class
-- информация о типе
Предоставляемая информация
Структура класса
Структура наследования
Проверки времени выполнения
…

Java Advanced / Collections Framework
Получение информации о типе
Во время исполнения
object.getClass()
Во время компиляции
type.class
Предопределенные
Wrapper.TYPE

Java Advanced / Collections Framework
Типы типов
Для определения типов служат методы вида
is*()

Java Advanced / Collections Framework
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

Java Advanced / Collections Framework
Место определения класса
Методы получения места, в котором определен класс

Java Advanced / Collections Framework
Приведение типов
Определение возможности приведения
isAssignableFrom(class) – класса
isInstance(object) – объекта
Приведение
cast(object) – привести ссылку к типу

Структура класса
Часть 2

Java Advanced / Collections Framework
Информация о члене класса
Интерфейс Member
Методы
getDeclaringClass() – класс, в котором определен
getName() – имя члена
getModifiers() – модификаторы

Java Advanced / Collections Framework
Модификаторы
Класс Modifiers

Java Advanced / Collections Framework
Поля
Открытые
getFields() – все поля
getField(name) – конкретное поле
Все
getDeclaredFields() – все поля
getDeclaredField(name) – конкретное поле
Исключения
NoSuchFieldException

Java Advanced / Collections Framework
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

Java Advanced / Collections Framework
Методы
Открытые
getMethods() – все методы
getMethod(name, Class… parameters) – конкретный метод
Все
getDeclaredMethods() – все методы
getDeclaredMethod(name , Class… parameters) – конкретный метод
Исключения
NoSuchMethodException

Java Advanced / Collections Framework
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

Java Advanced / Collections Framework
Конструкторы
Открытые
getConstructors() – все конструкторы
getConstructor(Class… parameters) – конкретный конструктор
Все
getDeclaredConstructors() – все конструкторы
getDeclaredConstructor(Class… parameters) – конкретный конструктор
Исключения
NoSuchMethodException

Java Advanced / Collections Framework
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

Java Advanced / Collections Framework
Классы и интерфейсы
Открытые
getClasses() – все классы и интерфейсы
Все
getDeclaredClasses() – все классы и интерфейсы

Java Advanced / Collections Framework
Доступ к закрытым членам
По умолчанию доступ к закрытым членам запрещен ? IllegalAccessException
Все члены extends AccessibleObject
setAccessible(boolean) – запросить доступ
isAccessible() – проверить доступ

Java Advanced / Collections Framework
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);
}

Java Advanced / Collections Framework
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);

Массивы
Часть 3

Java Advanced / Collections Framework
Операции с массивами
Класс Array
Создание массива заданного типа
newInstance(Class, length) – линейного
newInstance(Class, dims[]) – “кубического”
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

Java Advanced / Collections Framework
Массивы как типы
Имя типа массива
[имя_типа_элемента
Методы
isArray() – является ли массивом
getComponentType() – тип элемента массива

Java Advanced / Collections Framework
Имена для типов
Имена классов типов в массиве кодируются специальным образом

Загрузчики классов
Часть 4

Java Advanced / Collections Framework
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

Java Advanced / Collections Framework
Дерево загрузчиков
Загрузчики образуют дерево
Загрузчики в разных ветвях могут загрузить разные классы с одним полным именем

Java Advanced / Collections Framework
Дополнительные возможности
Получения родителя
getParent()
Загрузка ресурсов
URL getResource(String name) – определение местоположения ресурса по имени
getResourceAsStream(String name) – чтение ресурса по имени

Java Advanced / Collections Framework
Загрузчики и классы
Получение загрузчика
getClassLoader() – кто загрузил класс
Thread.getContextClassLoader() – контекстный загрузчик
“Прямая” загрузка класса
Class.forName(name)

Java Advanced / Collections Framework
Реализации загрузчиков
Класс URLClassLoader
Загружает классы из нескольких мест, заданных URL

Java Advanced / Collections Framework
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"});

Параметры типов
Часть 5

Java Advanced / Collections Framework
Информация о параметрах типов (ПТ)
Информация о конкретных параметрах типов стирается
Информация о зависимостях типов сохраняется

Java Advanced / Collections Framework
Получение информация о ПТ
Для классов
getGenericSuperclass()
getGenericInterfaces()
Для методов и конструкторов
getGenericParameterTypes()
getGenericReturnType()
getGenericExceptionTypes()
Для полей
getGenericType()

Java Advanced / Collections Framework
Представление информации о ПТ
Интерфейс Type
Классы Class
Параметризованный класс ParameterizedType
Переменная типа TypeVariable
Wildcard WildcardType
Массивы GenericArrayType

Java Advanced / Collections Framework
Параметризованные классы
Пример: Collection
Интерфейс ParameterizedType
getRawType() – не параметризованный тип
getActualTypeArguments() – реальные аргументы типа

Java Advanced / Collections Framework
Переменные типа
Пример: T
Получение
getTypeParameters()
Интерфейс TypeVariable
getName() – имя переменной
getBounds() – верхние границы
getGenericDeclaration() – кто объявил

Java Advanced / Collections Framework
Wildcards
Пример: ? super HashSet extends Collection
Интерфейс Wildcard
getUpperBounds() – Верхние границы
getLowerBounds() – Нижние границы

Java Advanced / Collections Framework
Массивы
Тип элемента – переменная типа
Пример: T[]
Тип элемента – параметризованный тип
Пример: Set
[]
Интерфейс GenericArrayType
getGenericComponentType() – тип элемента

Proxy
Часть 6

Java Advanced / Collections Framework
Proxy
Механизм, позволяющий создавать фиктивные классы, реализующие требуемые интерфейсы
Класс Proxy

Java Advanced / Collections Framework
Класс InvocationHandler
Ему делегируются вызовы, совершенные для Proxy
Методы
invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) – уведомляет о вызове метода

Java Advanced / Collections Framework
Методы Proxy
Создание экземпляра Proxy
newProxyInstance(ClassLoader, Class[] interfaces, InvocationHandler)
Получение класса Proxy
getProxyClass(ClassLoader, Class[] interfaces)
Проверка класса
isProxyClass(Class)

Java Advanced / Collections Framework
Пример: профайлер (1)
Класс
public class Profiler implements InvocationHandler { // Экземпляр Proxy
private final Object instance;
// Реальная реализация
private final Object impl;
…
}

Java Advanced / Collections Framework
Пример: профайлер (2)
Конструктор
public Profiler(Class[] i8s, Object impl) { this.impl = impl;
instance = Proxy.newProxyInstance(null,
i8s, this);
}
Создание экземпляра
public Object getInstance() {
return instance;
}

Java Advanced / Collections Framework
Пример: профайлер (3)
Основной метод
public Object invoke(
Object proxy, Method method, Object[] args
) throws IllegalAccessException, InvocationTargetException
{
System.out.println("Calling " + method +
" on " + impl);
return method.invoke(impl, args);
}

Java Advanced / Collections Framework
Пример: профайлер (4)
Применение
public static void main(String[] args) {
Integer i1 = new Integer(3);
Profiler profiler = new Profiler(
new Class[]{Comparable.class}, i1);
Comparable i2 =
(Comparable) profiler.getInstance();
System.out.println(i2.compareTo(i1));
}

Заключение
Часть 7

Java Advanced / Collections Framework
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
Создавать proxy для интерфейсов

Java Advanced / Collections Framework
Ссылки
Reflection (Guide) // http://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/guide/reflection/index.html
Reflection API Code Samples // http://java.sun.com/developer/codesamples/refl.html
Using Java Reflection // http://java.sun.com/developer/technicalArticles/ALT/Reflection/index.html
The Reflection API (tutorial) // http://java.sun.com/docs/books/tutorial/reflect/index.html