java反射机制+继承设计技巧
【0】README
0.1） 本文描述+源代碼均 轉自 core java volume 1， 旨在理解 java反射機制 ；最后還順帶提出了 繼承設計的技巧；
【1】反射相關
1）反射定義：能夠分析類能力的程序稱為反射；
2）反射機制可以用來：
- 在運行中分析類的能力；
- 在運行中查看對象， 如，編寫一個 toString（） 方法供所有類使用；
- 實現通用的數組操作代碼；
- 利用 Method對象，這個對象很像 C++ 中的函數指針；
【2】Class 類
2.1） Java 運行時系統始終為 所有對象維護一個稱為運行時的類型標志；虛擬機 利用運行時類型信息選擇相應的方法執行；（干貨——Java 運行時系統始終為 所有對象維護一個稱為運行時的類型標志，對象在虛擬機中的運行時類信息保存在Class對象中）
2.2）Class： 可以通過專門的java類訪問這些信息， 保存這些信息的類被稱為 Class；Object.getClass() 將 返回一個Class 類型的實例；
2.3） 如同用一個Employee 對象表示一個特定的雇員屬性一樣， 一個 Class 對象將表示一個特定類的屬性；最常用的 Class 方法是 getName方法（類名）；（Class類的定義 的良好詮釋）
2.4）還可以調用靜態方法forName 獲得類名對于的Class對象；
String className = "java.util.Date"; Class c1 = Class.forName(className)；Hint）在啟動時，main方法需要加載所有的類， 對于一個大型的應用程序來說， 這將會消耗很多時間， 用戶會因此感到不耐煩；我們可以通過 Class.forName 手動地加載其他的類；
2.5）獲得Class 類對象的第3種方法：
1）第一種方法：
2）第二種方法：
String className = "java.util.Date"; Class c1 = Class.forName(className)；3）第三種方法：
如果T是 java類型， T.class 將代表匹配的類對象， 如
Attention）一個 Class 對象實際上表示的是一個類型， 而這個類型未必一定是一種類；例如 int 不是類， 但 int.class 是一個Class類型的對象；（干貨——一個 Class 對象實際上表示的是一個類型， 而這個類型未必一定是一種類，如int不是類型，而int.class是一個Class類型的對象，那我們就可以人為 obj.class 是obj在jvm中運行時相關信息的封裝對象）
Annotation）從 Java SE 5.0 開始， Class類已經參數化了，如， Class 的類型是 Employee.class；
Warning）由于歷史原因， getName 應用于數組類型的時候會返回一個 很奇怪的名字：
Double[].class.getName() 返回 ”[Ljava.lang.Double“；
int[].class.getName() 返回 ”[I“；
2.6）虛擬機為每個類型管理一個 Class對象： 因此，可以用 == 運算符實現兩個類對象的比較操作；
2.7）newInstance()方法： 可以用來快速創建一個類的實例；.getClass().getInstance(); 它將創建一個與 e 具有相同類型的實例， newInstance 調用默認構造器， 初始化新創建的對象，如果這個類沒有默認的構造器，就會拋出一個異常；
Annotation）
- A1）如果需要以以上這種方式向構造器提供參數的話， 那么就不要使用上面那條語句，而使用 構造器類中的newInstance 方法；
- A2）（key）通過反射創建新類示例的兩種方式及比較： http://blog.csdn.net/fenglibing/article/details/4531033 ， 我的荔枝博文： http://blog.csdn.net/PacosonSWJTU/article/details/49886429
【3】捕獲異常（未檢查異常+已檢查異常）
3.1）當程序運行過程中發生錯誤時， 就會拋出異常。拋出異常比終止程序要靈活得多， 這是因為可以提供一個捕獲異常的處理器（handler）對異常情況進行處理；
3.2）異常有兩種類型（注意區別）：未檢查異常和已檢查異常；
- 3.2.1）對于已檢查異常： 編譯器將會檢查是否提供了處理器（try-cath or throws Exception）；
- 3.2.2）對于未檢查異常： 例如訪問null引用，都屬于未檢查異常，編譯器不會查看是否為這些錯誤提供了處理器；
3.3）最簡單的異常處理器
try catch塊；3.4）如果類名不存在， 則將跳過try 塊中的剩余代碼， 程序直接進入catch 子句， 這里，利用Throwable 類的 printStackTrace 方法打印出棧的軌跡；
【4】利用反射分析類的能力
4.1）反射機制最重要的內容——檢查類的結構；
4.2）在java.lang.reflect 包中有3個類 Field、Method 和 Constructor 分別用于描述類的域、方法 和 構造器；
4.3）這3個類都有一個 getName的方法， 用來返回項目名稱
- 4.3.1）Field類： Field類有一個 getType方法， 用來返回描述域所屬類型的 Class對象；
- 4.3.2）Method 和 Constructor 類： Method 和 Constructor 類有能夠報告參數類型的方法，Method類還可以有一個報告返回類型的方法；
- 4.3.3） 這3個類還有一個叫做 getModifiers的方法，它將返回一個整型數值，用不同的位開關描述public 和 static這樣的修飾符使用狀況；
- 4.3.4） 而且，還可以用 java.lang.reflect 包中的Modifier類的靜態方法分析 getModifiers 返回的整型數值；如， 可以使用 Modifier 類中的 isPublic、isPrivate 或 isFinal 判斷方法或構造器 是否是 public, private , final；我們需要做的工作就是調用 Modifier 類的相應方法， 并對返回的整型數值進行分析；
4.4） Class類中的 getField、getMethod 和 getConstructor 方法將分別返回類提供的public 域、方法和構造器數值，其中包括超類的公有成員；
4.5） Class 類的 getDeclareFields、getDeclareMethods、getDeclaredConstructors 方法將分別返回類中聲明的全部域、方法和構造器；其中包括私有方法和受保護成員，但不包括超類成員；
【5】在運行時使用反射分析對象
5.1）本節將進一步查看數據域的實際內容；
5.2）利用反射機制可以查看在編譯時還不清楚的對象域；
5.3）查看對象域的關鍵方法是 Field類中的 get方法；如果 f 是一個 Field 類型的 對象， obj 是某個包含 f 域的類對象， f.get(obj) 將返回一個對象，其值為obj 域的當前值；
5.4）看個荔枝：
對以上代碼的分析（Analysis）：
- A1）由于name 是一個 private， 所以get方法會拋出一個異常；
- A2）只有利用get 方法才能得到可訪問域的值；除非擁有訪問權限，否則 java 安全機制只允許查看任意對象有哪些域， 而不允許讀取他們的值；
5.5）引入setAccessible 方法（打印結果與5.4做比較，這個很有必要）： 反射機制的默認行為受限于 Java的訪問控制， 然而，如果一個 java 程序沒有收到安全管理器的控制，就可以覆蓋訪問控制。為了達到這個目的，需要調用 Field、Method、Constructor對象 的 setAccessible 方法；如，f.setAccessible(true)；
5.6）get方法 所遇到的問題 + 解決方法
- 5.6.1）get遇到的問題： name域是一個 String，因此把它作為 Object 返回沒有什么問題；但是，假定我們想要查看salary 域， 它屬于double 類型， 而java中數值類型不是對象；
- 5.6.2）解決方法：可以使用 Field 類中的 getDouble 方法，也可以調用get 方法， 此時， 反射機制將會自動地將這個域值打包到相應的對象包裝器中， 這里將打包成 Double；
5.6.3）當然， 可以獲得就可以設置； 調用 f.set(obj, value) 可以將 obj 對象的 f域設置成新值；
5.6.4）如何編寫一個可供任意類使用的通用 toString（）方法；（P203，非常重要）
【6】使用反射編寫泛型數組代碼
6.1）java.lang.reflect 包中的Array 類允許動態地創建數組。例如， Array類中的copyOf 方法，用于擴充數組容量：
int[] a = new int[100]; a = Arrays.copyOf(a, 2*a.length());6.2）如何編寫這樣一個通用的方法？
- 6.2.1）將Employee[] 數組轉換為 Object[] 數組， 這讓人感覺很有希望；
- 6.2.2）使用以上代碼遇到的問題：一個對象數組不能轉換為 雇員數組（Employee[]）；
Attention）
- A1） Java 數組會記住每個元素的類型， 即創建數組時 new 表達式中使用的元素類型。將一個 Employee[] 臨時轉換為 Object[] 數組， 然后再把它轉換回來是可以的， 但一個從開始就是Object[] 的數組卻永遠不會轉換成Employee[] 數組。所以， 為了能夠編寫這類通用的數組代碼， 需要能夠創建與 原數組類型相同的新數組；
- A2）所以，我們需要java.lang.reflect 包中Array類的一些方法。 其中最關鍵的是 Array 類中的靜態方法 newInstance， 它能夠構造新數組。在調用它時 必須提供兩個參數， 一個是數組的元素類型， 一個是數組的長度；
6.3）為了能夠實際運行， 需要獲得新數組的長度和元素類型： 可以通過 調用 Array.getLength(a) 獲得數組的長度， 也可以通過 Array類的靜態方法 getLength 方法的返回值得到任意數組 的長度。 而要獲得新數組元素類型， 就需要進行以下工作（Work）：
- W1）首先獲得a 數組的類對象；
- W2）確認它是一個數組；
- W3）使用 Class類（只能定義表示數組的類對象）的 getComponentType 方法確定數組對應的類型；
【7】調用任意方法
7.1）在Method類中有一個invoke 方法， 它允許調用包裝在當前 Method 對象中的方法， invoke方法的簽名是： Object invoke(Object obj, Object… args)， 如 String n = (String)m1.invoke(harry);
7.2）如何得到 Method 對象呢？
7.2.1）通過 getDeclaredMethods 方法 ， 然后對返回的Method對象數組進行查找， 直到發現想要的方法為止；
7.2.2）通過調用 Class 類中的getMethod 方法得到想要的方法；它與 getField 方法類似， getField 方法根據表示域名的字符串， 返回一個 Field對象；然而，有可能存在著若干個相同名字的方法， 因此要格外小心， 以確保準確地得到想要的方法；所以， 我們需要提供想要方法的參數類型；
7.3）getMethod的方法簽名是： Method getMethod(String name, Class… parameterTypes) ；
7.4）看個荔枝（如何獲得 Employee類的 getName 方法 和 raiseSalary 方法的方法指針）：
7.5）再看個荔枝
這里， f是一個Method類型的對象，由于正在調用的 方法是一個靜態方法，所以 invokle 的第一個參數是null；
為了將 Math.sqrt 函數表格化， 需要將f 設置為： Math.class.getMethod(“sqrt”, double.class)；這是 Math類中的一個方法， 通過參數向它提供了一個函數名 sqrt 和 一個double類型參數；
對以上代碼的分析（Analysis）：
- A1） invoke 的參數和返回值必須是 Object類型的， 這就意味著必須進行多次的類型轉換；
- A2）使用反射獲得方法指針的代碼要比僅僅直接調用方法明顯 慢一些；
Attention）
- A1） 建議僅在必要的時候才使用 Method對象，而最好使用接口和內部類；
- A2）特別重申： 建議 Java 開發者不要使用 Method 對象的回調功能， 使用接口進行回調會使得代碼的執行速度更快， 更易于維護；
【8】繼承設計的技巧
8.1）將公共操作和域放在超類；
8.2）不要使用受保護的域：
- 8.2.1）第一：子類集合是無限制的， 任何一個人都能夠由某個類派生一個子類，并編寫代碼以直接訪問 protected 的實例域， 從而破壞了封裝性；
- 8.2.2）第二：在java程序設計語言中，在同一個包中的所有類都可以訪問 protected域， 而不管它是否為這個類的子類；
8.3）使用繼承實現 “is-a” 關系；
8.4）除非所有繼承的方法都有意義， 否則不要使用繼承；
8.5）在覆蓋方法時， 不要改變預期的行為；
8.6）使用多態，而非類型信息：無論什么時候 ， 碰到這種代碼，都應該使用 多態性；
8.7）不要過多地使用反射：
- 8.7.1）反射機制使得人們可以通過在運行時查看與核方法，讓個人編寫出更具有通用性的程序；這種功能對于編寫系統程序來說極為實用， 但是通常不適用于編寫應用程序；
- 8.7.2）反射是很脆弱的， 即編譯器很難幫助人們發現程序中的錯誤，因此只有在運行時才發現錯誤并導致異常；
總結
以上是生活随笔為你收集整理的java反射机制+继承设计技巧的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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