Reflection是Java 程式開發語言的特征之中的一個，它同意執行中的 Java 程式對自身進行檢查，或者說"自審"，并能直接操作程式的内部屬性。比如，使用它能獲得 Java 類中各成員的名稱并顯示出來。 Java 的這一能力在實際應用中或許用得不是非常多，可是在其他的程式設計語言中根本就不存在這一特性。比如，Pascal、C 或者 C++ 中就沒有辦法在程式中獲得函數定義相關的資訊。
JavaBean 是 reflection 的實際應用之中的一個，它能讓一些工具可視化的操作軟體元件。這些工具通過 reflection 動态的加載并取得 Java 元件(類) 的屬性。
1. 一個簡單的樣例
考慮以下這個簡單的樣例，讓我們看看 reflection 是怎樣工作的。
import java.lang.reflect.*;
public class DumpMethods {
public static void main(String args[]) {
try {
Class c = Class.forName("java.util.Stack");
Method m[] = c.getDeclaredMethods();
for (int i = 0; i < m.length; i++)
System.out.println(m[i].toString());
}
catch (Throwable e){
System.err.println(e);
}
}
它的結果輸出為：
public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.pop()
public java.lang.Object java.util.Stack.push(java.lang.Object)
public boolean java.util.Stack.empty()
public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.peek()
public synchronized int java.util.Stack.search(java.lang.Object)
這樣就列出了java.util.Stack 類的各方法名以及它們的限制符和傳回類型。
這個程式使用 Class.forName 加載指定的類，然後調用 getDeclaredMethods 來擷取這個類中定義了的方法清單。java.lang.reflect.Methods 是用來描寫叙述某個類中單個方法的一個類。
2.開始使用 Reflection
用于 reflection 的類，如 Method，能夠在 java.lang.relfect 包中找到。使用這些類的時候必需要遵循三個步驟：第一步是獲得你想操作的類的 java.lang.Class 對象。在執行中的 Java 程式中，用 java.lang.Class 類來描寫叙述類和接口等。
以下就是獲得一個 Class 對象的方法之中的一個：
Class c = Class.forName("java.lang.String");
這條語句得到一個 String 類的類對象。還有還有一種方法，如以下的語句：
Class c = int.class; 或者 Class c = Integer.TYPE;
它們可獲得基本類型的類資訊。當中後一種方法中訪問的是基本類型的封裝類 (如 Integer) 中預先定義好的 TYPE 字段。
第二步是調用諸如 getDeclaredMethods 的方法，以取得該類中定義的全部方法的清單。
一旦取得這個資訊，就能夠進行第三步了——使用 reflection API 來操作這些資訊，如以下這段代碼：
Class c = Class.forName("java.lang.String");
Method m[] = c.getDeclaredMethods();
System.out.println(m[0].toString());
它将以文本方式列印出 String 中定義的第一個方法的原型。
在以下的樣例中，這三個步驟将為使用 reflection 處理特殊應用程式提供例證。
模拟 instanceof 操作符
得到類資訊之後，通常下一個步驟就是解決關于 Class 對象的一些主要的問題。比如，Class.isInstance 方法能夠用于模拟 instanceof 操作符：
class S {
}
public class IsInstance {
Class cls = Class.forName("S");
boolean b1 = cls.isInstance(new Integer(37));
System.out.println(b1);
boolean b2 = cls.isInstance(new S());
System.out.println(b2);
catch (Throwable e) {
System.err.println(e);
在這個樣例中建立了一個S 類的 Class 對象，然後檢查一些對象是否是S的執行個體。Integer(37) 不是，但 new S()是。
3.找出類的方法
找出一個類中定義了些什麼方法，這是一個很有價值也很基礎的 reflection 使用方法。以下的代碼就實作了這一使用方法：
import java.lang.reflect.*;
public class Method1 {
private int f1(Object p, int x) throws NullPointerException {
if (p == null)
throw new NullPointerException();
return x;
try {
Class cls = Class.forName("Method1");
Method methlist[] = cls.getDeclaredMethods();
for (int i = 0; i < methlist.length; i++) {
Method m = methlist[i];
System.out.println("name = " + m.getName());
System.out.println("decl class = " + m.getDeclaringClass());
Class pvec[] = m.getParameterTypes();
for (int j = 0; j < pvec.length; j++)
System.out.println("param #" + j + " " + pvec[j]);
Class evec[] = m.getExceptionTypes();
for (int j = 0; j < evec.length; j++)
System.out.println("exc #" + j + " " + evec[j]);
System.out.println("return type = " + m.getReturnType());
System.out.println("-----");
}
}
catch (Throwable e) {
這個程式首先取得 method1 類的描寫叙述，然後調用 getDeclaredMethods 來擷取一系列的 Method 對象，它們分别描寫叙述了定義在類中的每個方法，包含 public 方法、protected 方法、package 方法和 private 方法等。假設你在程式中使用 getMethods 來取代 getDeclaredMethods，你還能獲得繼承來的各個方法的資訊。
取得了 Method 對象清單之後，要顯示這些方法的參數類型、異常類型和傳回值類型等就不難了。這些類型是基本類型還是類類型，都能夠由描寫叙述類的對象按順序給出。
輸出的結果例如以下：
name = f1
decl class = class method1
param #0 class java.lang.Object
param #1 int
exc #0 class java.lang.NullPointerException
return type = int
-----
name = main
param #0 class [Ljava.lang.String;
return type = void
4.擷取構造器資訊
擷取類構造器的使用方法與上述擷取方法的使用方法相似，如：
import java.lang.reflect.*;
public class Constructor1 {
public Constructor1() {
}
protected Constructor1(int i, double d) {
Class cls = Class.forName("Constructor1");
Constructor ctorlist[] = cls.getDeclaredConstructors();
for (int i = 0; i < ctorlist.length; i++) {
Constructor ct = ctorlist[i];
System.out.println("name = " + ct.getName());
System.out.println("decl class = " + ct.getDeclaringClass());
Class pvec[] = ct.getParameterTypes();
for (int j = 0; j < pvec.length; j++)
System.out.println("param #" + j + " " + pvec[j]);
Class evec[] = ct.getExceptionTypes();
for (int j = 0; j < evec.length; j++)
System.out.println("exc #" + j + " " + evec[j]);
System.out.println("-----");
}
這個樣例中沒能獲得傳回類型的相關資訊，那是由于構造器沒有傳回類型。
這個程式執行的結果是：
name = Constructor1
decl class = class Constructor1
param #0 int
param #1 double
5.擷取類的字段(域)
找出一個類中定義了哪些資料字段也是可能的，以下的代碼就在幹這個事情：
public class Field1 {
private double d;
public static final int i = 37;
String s = "testing";
Class cls = Class.forName("Field1");
Field fieldlist[] = cls.getDeclaredFields();
for (int i = 0; i < fieldlist.length; i++) {
Field fld = fieldlist[i];
System.out.println("name = " + fld.getName());
System.out.println("decl class = " + fld.getDeclaringClass());
System.out.println("type = " + fld.getType());
int mod = fld.getModifiers();
System.out.println("modifiers = " + Modifier.toString(mod));
這個樣例和前面那個樣例很類似。例中使用了一個新東西 Modifier，它也是一個 reflection 類，用來描寫叙述字段成員的修飾語，如“private int”。這些修飾語自身由整數描寫叙述，并且使用 Modifier.toString 來傳回以“官方”順序排列的字元串描寫叙述 (如“static”在“final”之前)。這個程式的輸出是：
name = d
decl class = class Field1
type = double
modifiers = private
name = i
type = int
modifiers = public static final
name = s
type = class java.lang.String
modifiers =
和擷取方法的情況一下，擷取字段的時候也能夠僅僅取得在目前類中申明了的字段資訊 (getDeclaredFields)，或者也能夠取得父類中定義的字段 (getFields) 。
6.依據方法的名稱來運作方法
文本到這裡，所舉的樣例無一例外都與怎樣擷取類的資訊有關。我們也能夠用 reflection 來做一些其他的事情，比方運作一個指定了名稱的方法。以下的示範樣例示範了這一操作：
public class Method2 {
public int add(int a, int b) {
return a + b;
Class cls = Class.forName("Method2");
Class partypes[] = new Class[2];
partypes[0] = Integer.TYPE;
partypes[1] = Integer.TYPE;
Method meth = cls.getMethod("add", partypes);
Method2 methobj = new Method2();
Object arglist[] = new Object[2];
arglist[0] = new Integer(37);
arglist[1] = new Integer(47);
Object retobj = meth.invoke(methobj, arglist);
Integer retval = (Integer) retobj;
System.out.println(retval.intValue());
假如一個程式在運作的某處的時候才知道須要運作某個方法，這種方法的名稱是在程式的運作過程中指定的 (比如，JavaBean 開發環境中就會做這種事)，那麼上面的程式示範了怎樣做到。
上例中，getMethod用于查找一個具有兩個整型參數且名為 add 的方法。找到該方法并建立了對應的Method 對象之後，在正确的對象執行個體中運作它。運作該方法的時候，須要提供一個參數清單，這在上例中是分别包裝了整數 37 和 47 的兩個 Integer 對象。運作方法的傳回的相同是一個 Integer 對象，它封裝了傳回值 84。
7.建立新的對象
對于構造器，則不能像運作方法那樣進行，由于運作一個構造器就意味着建立了一個新的對象 (準确的說，建立一個對象的過程包含配置設定記憶體和構造對象)。是以，與上例最類似的樣例例如以下：
public class Constructor2 {
public Constructor2() {
public Constructor2(int a, int b) {
System.out.println("a = " + a + " b = " + b);
Class cls = Class.forName("Constructor2");
Constructor ct = cls.getConstructor(partypes);
Object retobj = ct.newInstance(arglist);
依據指定的參數類型找到對應的構造函數并執行它，以建立一個新的對象執行個體。使用這樣的方法能夠在程式執行時動态地建立對象，而不是在編譯的時候建立對象，這一點很有價值。
8.改變字段(域)的值
reflection 的另一個用處就是改變對象資料字段的值。reflection 能夠從正在執行的程式中依據名稱找到對象的字段并改變它，以下的樣例能夠說明這一點：
public class Field2 {
public double d;
Class cls = Class.forName("Field2");
Field fld = cls.getField("d");
Field2 f2obj = new Field2();
System.out.println("d = " + f2obj.d);
fld.setDouble(f2obj, 12.34);
這個樣例中，字段 d 的值被變為了 12.34。
9.使用數組
本文介紹的 reflection 的最後一種使用方法是建立的操作數組。數組在 Java 語言中是一種特殊的類類型，一個數組的引用能夠賦給 Object 引用。觀察以下的樣例看看數組是怎麼工作的：
public class Array1 {
Class cls = Class.forName("java.lang.String");
Object arr = Array.newInstance(cls, 10);
Array.set(arr, 5, "this is a test");
String s = (String) Array.get(arr, 5);
System.out.println(s);
例中建立了 10 個機關長度的 String 數組，為第 5 個位置的字元串賦了值，最後将這個字元串從數組中取得并列印了出來。
以下這段代碼提供了一個更複雜的樣例：
public class Array2 {
int dims[] = new int[]{5, 10, 15};
Object arr = Array.newInstance(Integer.TYPE, dims);
Object arrobj = Array.get(arr, 3);
Class cls = arrobj.getClass().getComponentType();
System.out.println(cls);
arrobj = Array.get(arrobj, 5);
Array.setInt(arrobj, 10, 37);
int arrcast[][][] = (int[][][]) arr;
System.out.println(arrcast[3][5][10]);
例中建立了一個 5 x 10 x 15 的整型數組，并為處于 [3][5][10] 的元素賦了值為 37。注意，多元數組實際上就是數組的數組，比如，第一個 Array.get 之後，arrobj 是一個 10 x 15 的數組。進而取得當中的一個元素，即長度為 15 的數組，并使用 Array.setInt 為它的第 10 個元素指派。
注意建立數組時的類型是動态的，在編譯時并不知道其類型。
![Java小案例——随機數猜測随機數猜測[圖]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACwAAAAAAQABAAACAkQBADs=)