反射 - - - - - - - - 内省【精细】

1、概念

Java内省机制（Introspection）是一种访问Java Bean属性的方式，它允许程序在运行时获取和设置Java对象的属性。通过内省机制，程序可以在运行时获取对象的属性名、类型和值，并动态地设置对象的属性值。内省机制为Java反射机制的一个重要应用，使得Java Bean对象可以更加灵活地被访问和处理。

2、Java内省的作用

  1. 动态访问Java对象的属性和方法：Java内省可以在运行时动态获取Java对象的属性和方法信息，并访问其属性值和调用其方法。
  2. 避免硬编码对象的属性和方法名称：Java内省可以通过反射机制避免硬编码对象的属性和方法名称，从而使程序更加灵活和可扩展。
  3. 提高代码的可读性和可维护性：Java内省可以使代码更加简洁和易读，同时也方便了代码的维护和修改。
  4. 支持动态代理和AOP编程：Java内省可以支持动态代理和AOP编程，从而实现更加灵活和可扩展的编程。

3、Java内省的实现机制

Java内省的实现机制基于Java的反射机制。在Java中，每个类都有一个Class对象，可以通过这个Class对象获取类的各种信息，包括类的名称、构造方法、属性和方法等。Java内省通过分析Class对象来获取Java对象的属性和方法信息，并通过反射机制访问其属性值和调用其方法。

二、Java内省的核心类

Java内省的核心类包括 Introspector、BeanInfo、PropertyDescriptor、MethodDescriptor 和IntrospectionException。

1、Introspector类

Introspector 是一个工具类，它提供了一种标准方法来了解目标 Java Bean 支持的属性、事件和方法。通过调用Introspector.getBeanInfo()方法，可以获取封装 JavaBean 相关信息的 BeanInfo 对象，如下所示：

（1）static BeanInfo getBeanInfo(Class<?> beanClass)

获取beanClass对应的 Javabean 对象的 BeanInfo 的封装

（2）static BeanInfo getBeanInfo(Class<?> beanClass, Class<?> stopClass)

获取 beanClass 对应的 Javabean 对象的 BeanInfo 的封装。其中，stopClass 指定停止分析（解析）的基类。分析中将忽略 stopClass 或其基类中的任何方法、属性、事件。

2、BeanInfo接口

BeanInfo 对象是 Java 内省的核心对象之一，用于描述JavaBean的所有属性和方法信息。它包含了一个或多个PropertyDescriptor对象和MethodDescriptor对象，用于描述JavaBean的所有属性和方法信息。BeanInfo接口提供了一组用于访问JavaBean的属性和方法信息的方法，如下所示：

getPropertyDescriptors()

返回一个PropertyDescriptor数组，用于描述JavaBean的所有属性信息。每个PropertyDescriptor对象包含了一个属性的名称、类型和读写方法等信息。

getMethodDescriptors()

返回一个MethodDescriptor数组，用于描述JavaBean的所有方法信息。每个MethodDescriptor对象包含了一个方法的名称、参数类型和返回值类型等信息。

3、PropertyDescriptor类

注意：内省是根据标准的 setter 或 getter 方法来获取属性信息。

如果在类中，定义了属性，但并没有提供标准的 setter 或 getter 方法，则读取不到任何属性信息；反之，如果在类中，没有定义属性，但提供了标准的 setter 或 getter 方法，则可以读取对应的属性信息。例如：Object 类通过 getter 方法：getClass()，可以读取到 class 属性。

PropertyDescriptor类是用于描述 JavaBean 的一个属性信息。它包含了一个属性的名称、类型和读写方法等信息。PropertyDescriptor 类提供了一组用于访问 JavaBean 的属性信息的方法，如下所示：

  • getName()：方法返回属性的名称。

  • getPropertyType()：返回属性的类型。

    • isPrimitive()：判断数据类型是否为基本数据类型

  • getReadMethod()：返回属性的读方法，即getter方法。

  • getWriteMethod()：返回属性的写方法，即setter方法。

4、MethodDescriptor类

MethodDescriptor类是用于描述JavaBean的一个方法信息。它包含了一个方法的名称、参数类型和返回值类型等信息。MethodDescriptor类提供了一组用于访问JavaBean的方法信息的方法，如下所示：

  • getName()：返回方法的名称。
  • getParameterTypes()：返回方法的参数类型数组。
  • getReturnType()：返回方法的返回值类型。

调用 getMethod() 方法可以获得指定方法的 Method 类型对象，然后就可以利用反射执行指定的方法。

5、IntrospectionException类

IntrospectionException类是 Java 内省过程中可能会抛出的异常类。它表示 Java 内省过程中发生的异常情况，例如 JavaBean 的属性或方法不存在、不合法的属性或方法等。

三、Java内省的基本用法

下面是一个简单的示例代码，演示如何使用 Java 内省获取 JavaBean 的属性和方法信息，并访问和设置属性值。内省的具体操作步骤如下：

在 Java 内省中，一个 JavaBean 是一个符合特定规范的 Java 对象，该规范要求该对象具有无参构造函数以及一组可读可写的属性。JavaBean 的属性通常通过 get 和 set 方法进行访问。

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/*** 第一：定义 JavaBean 对象** @author zqx* @date 2023-03-04*/
public class Person {private String name;private int age;// setter/getter
}/*** JavaBean 继承** @author zqx* @date 2023-03-04*/
public class Staff extends Person {private String department;private double salary;// setter/getter
}

1、获取 JavaBean 的 BeanInfo 对象

BeanInfo 对象表示的是 JavaBean 的信息，可以通过 Introspector 类调用相关方法获得的。

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BeanInfo beanInfo = Introspector.getBeanInfo(类.class);
BeanInfo beanInfo = Introspector.getBeanInfo(子类.class,父类.class);BeanInfo beanInfo = Introspector.getBeanInfo(Person.class);
BeanInfo beanInfo = Introspector.getBeanInfo(Staff.class,Person.class);

2、获取 JavaBean 的属性和方法信息

可以通过 BeanInfo 类的 getPropertyDescriptors() 方法和 getMethodDescriptors() 方法获取 JavaBean 的所有属性和方法信息，然后遍历属性和方法描述符来获取具体的属性和方法信息。

1）获取属性
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// 1.获取属性描述器
PropertyDescriptor[] propertyDescriptors = beanInfo.getPropertyDescriptors();// 2.遍历属性描述器
for (PropertyDescriptor propertyDescriptor : propertyDescriptors) {// 获取属性名称String propertyName = propertyDescriptor.getName();// 获取属性的数据类型Class<?> propertyType = propertyDescriptor.getPropertyType();System.out.println("属性的修饰符：" + propertyType.getModifiers());System.out.println("属性的修饰符：" + Modifier.toString(propertyType.getModifiers()));System.out.println("属性的数据类型：" + propertyType.getName());System.out.println("属性的数据类型：" + propertyType.getSimpleName());System.out.println("属性的数据类型是否为基本类型："+propertyType.isPrimitive());System.out.println("属性名称：" + propertyName);System.out.println("----------------");
}
2）获取方法
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// 1.获取方法描述器
MethodDescriptor[] methodDescriptors = beanInfo.getMethodDescriptors();// 2.遍历方法描述器
for (MethodDescriptor methodDescriptor : methodDescriptors) {// 输出方法名称、参数类型和返回值类型int modifiers = methodDescriptor.getMethod().getModifiers();System.out.println("方法修饰符：" + Modifier.toString(modifiers));System.out.println("方法返回值：" + methodDescriptor.getMethod().getReturnType().getName());System.out.println("方法名称：" + methodDescriptor.getName());System.out.println("方法名称：" + methodDescriptor.getMethod().getName());System.out.println("方法参数：");Class<?>[] parameterTypes = methodDescriptor.getMethod().getParameterTypes();for (Class<?> parameterType : parameterTypes) {System.out.println("\t参数类型：" + parameterType.getName());System.out.println("\t参数类型：" + parameterType.getSimpleName());}System.out.println("----------------");
}

3、访问 JavaBean 的属性值

可以通过 PropertyDescriptor 类的 getReadMethod() 方法获取 JavaBean 的 getter 方法，然后通过反射机制调用getter方法获取属性值。

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// 实例化 Person 对象 - JavaBean 对象
Person bean = new Person("zing", 18);// 循环遍历 Person 对象的所有属性
for (PropertyDescriptor propertyDescriptor : propertyDescriptors) {// 获取 Person 对象的属性名称String propertyName = propertyDescriptor.getName();// 获取Person对象的写方法 -- getter方法Method readMethod = propertyDescriptor.getReadMethod();// 如果属性是可读的，则输出属性值 - getter方法if (readMethod != null) {Object value = readMethod.invoke(bean);System.out.println(propertyName + "=" + value);}
}

4、设置 JavaBean 的属性值

可以通过 PropertyDescriptor 类的 getWriteMethod() 方法获取 JavaBean 的 setter 方法，然后通过反射机制调用setter方法设置属性值。

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// 实例化 Person 对象 - JavaBean 对象
Person bean = new Person();// 循环遍历 Person 对象的所有属性
for (PropertyDescriptor propertyDescriptor : propertyDescriptors) {// 获取 Person 对象的属性名称String propertyName = propertyDescriptor.getName();// 获取 Person 对象的写方法 -- setter方法Method writeMethod = propertyDescriptor.getWriteMethod();// 匹配 Person 对象的属性，调用可写方法并设置相关的数据if ("name".equals(propertyName)) {writeMethod.invoke(bean, "zing");} else if ("age".equals(propertyName)) {writeMethod.invoke(bean, 18);}
}System.out.println(bean);

或者

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// 实例化Person对象 - JavaBean对象
Person bean = Person.class.getConstructor().newInstance();// 实例化属性描述器，并指定属性名称
PropertyDescriptor nameProperty = new PropertyDescriptor("name", Person.class);
PropertyDescriptor ageProperty = new PropertyDescriptor("age", Person.class);// 获取 setter 方法，并调用 setter 方法初始化 JavaBean 对象
Method setNameMethod = nameProperty.getWriteMethod();
setNameMethod.invoke(bean, "李四");ageProperty.getWriteMethod().invoke(bean,18);System.out.println(bean);

四、Java内省的应用场景

Java内省广泛应用于Java GUI开发和Web开发中。在Java GUI开发中，常常需要对各种Swing组件进行布局、样式和事件处理等操作，而Java内省正是为此提供了非常便捷的方式。例如，我们可以使用Java内省获取一个JButton对象的所有属性和方法信息，并通过反射机制动态地修改和调用这些属性和方法，实现各种自定义功能。

在Web开发中，Java内省也被广泛应用于各种框架和组件中，例如Spring框架中的BeanWrapper和BeanUtils等工具类，以及Struts框架中的BeanUtils等工具类。这些工具类都是基于Java内省实现的，可以方便地对Java对象进行属性的读取、设置和复制等操作，减少了开发人员的工作量，提高了开发效率。

除了Java GUI和Web开发外，Java内省还有其他许多应用场景。例如，在Java数据库开发中，我们常常需要将ResultSet对象中的数据映射到Java对象中，而Java内省可以帮助我们动态地实现这一过程；在Java序列化和反序列化中，Java内省也被广泛应用于自定义的序列化和反序列化过程中，以实现更加灵活和高效的数据传输。

五、Java内省的优缺点

Java内省作为Java反射机制的一部分，具有许多优点和缺点。

1、优点

  1. 方便：Java内省提供了一种便捷的方式，可以通过BeanInfo、PropertyDescriptor和MethodDescriptor等类来动态地访问Java对象的属性和方法，而不需要手动编写大量的反射代码。
  2. 易用：Java内省提供了一组简单易用的API，使得开发人员可以方便地读取、设置和复制Java对象的属性。
  3. 高效：相比于纯反射机制，Java内省的性能更高，因为它缓存了Java类的属性和方法信息，并且避免了多次调用反射机制。
  4. 安全：Java内省在访问Java对象的属性和方法时，会对访问权限进行检查，确保访问的属性和方法是可访问的。

2、缺点

  1. 局限性：Java内省只能访问JavaBean中的属性和方法，无法访问其他类型的对象。
  2. 可读性差：由于Java内省需要使用PropertyDescriptor和MethodDescriptor等类来访问JavaBean中的属性和方法，因此代码可读性不如直接使用JavaBean的属性和方法。
  3. 不够灵活：由于Java内省是基于反射机制实现的，因此在某些场景下，需要使用纯反射机制来访问Java对象的属性和方法，才能实现更加灵活的操作。

六、总结

Java内省是Java反射机制的一部分，提供了一种便捷的方式来访问JavaBean中的属性和方法。通过BeanInfo、PropertyDescriptor和MethodDescriptor等类，我们可以动态地访问JavaBean中的属性和方法，并通过反射机制读取、设置和复制Java对象的属性。Java内省具有方便、易用、高效和安全等优点，但也存在一些局限性和缺点。在实际开发中，需要根据具体的业务场景选择合适的访问方式，以实现更加高效和灵活的操作。

在使用Java内省时，需要注意一些细节。例如，Java内省只能访问JavaBean中的属性和方法，因此需要遵循JavaBean的命名规范，并且将属性的get和set方法定义为public，以便Java内省能够访问。

此外，在访问JavaBean的属性和方法时，需要注意属性和方法的类型和参数类型是否匹配，以避免出现类型转换异常和其他运行时异常。

最后，Java内省虽然具有许多优点，但也不是万能的，有些场景下可能需要使用其他的访问方式。例如，在访问非JavaBean类型的对象或者需要实现更加灵活的访问时，可能需要使用纯反射机制或者其他的访问方式。

总之，Java内省作为Java反射机制的一部分，是Java开发中的一个重要工具。掌握Java内省的使用方法，可以帮助我们更加高效、方便地访问Java对象的属性和方法，提高开发效率，减少出错的可能性。

另外，Java内省还可以与其他Java技术结合使用，实现更加强大的功能。例如，可以将Java内省和JavaFX结合使用，实现JavaFX的数据绑定和动态UI更新。也可以将Java内省和Spring框架结合使用，实现Spring的依赖注入和动态代理等功能。

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