前言:
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使用内省相对于直接使用反射更加安全可靠,Java的反射机制比较特殊,它不同于一般的编程方式,稍不小心就容易破坏类的封装性。练得不好,就容易走火入魔。没关系,很多时候我们还可以使用Java的内省机制哦。
本文会讲Java的内省机制是什么和怎么使用。
Java的内省机制是什么?
内省(Introspection )在心理学中,它是心理学基本研究方法之一。内省法又称自我观察法。它是发生在内部的,我们自己能够意识到的主观现象。也可以说是对于自己的主观经验及其变化的观察。正因为它的主观性,内省法自古以来就成为心理学界长期的争论。争论于它是否客观,是否可靠。另外内省也可看作自我反省,也是儒家强调的自我思考。从这个角度说它可以应用于计算机领域,例如Java内省机制和cocoa内省机制。
Java语言内省(Introspector)是Java语言对Bean类属性、事件的一种缺省处理方法。例如类A中有属性name,那我们可以通过getName,setName来得到其值或者设置新的值。通过getName/setName来访问name属性,这就是默认的规则。Java中提供了一套API用来访问某个属性的getter/setter方法,通过这些API可以使你不需要了解这个规则(但你最好还是要搞清楚),这些API存放于包java.beans中。
一般的做法是通过类Introspector来获取某个对象的BeanInfo信息,然后通过BeanInfo来获取属性的描述器(PropertyDescriptor),通过这个属性描述器就可以获取某个属性对应的getter/setter方法,然后我们就可以通过反射机制来调用这些方法。
以上就是百科的解释。Java的内省最终是用Java的反射实现的。那为什么不直接用反射,要使用内省呢?
使用内省替代直接使用反射可以防止破坏类的封装
我们定义一个人的类型,其中包括年龄和是否成年两个属性。在修改年龄属性的时候会同时修改是否成年的属性。我们假设18岁和18岁以上就是成年,否则就是未成年。
import java.beans.IntrospectionException;import java.beans.PropertyDescriptor;import java.lang.reflect.Field;import java.lang.reflect.InvocationTargetException;import java.text.MessageFormat;class Person { /** * 18岁成年 */ private static final int ADULT_AGE = 18; /** * 年龄 */ private int age; /** * 是否成年 */ private boolean adult; public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; this.adult = age >= ADULT_AGE; } public boolean isAdult() { return adult; } public String toString() { return MessageFormat.format("age:{0},adult:{1}", age, adult); }}/** * @author 二当家的白帽子 */public class Test { /** * 利用反射修改对象属性 * @param o * @param fieldName * @param value * @throws NoSuchFieldException * @throws IllegalAccessException */ public static void changeObjectFieldByReflection(Object o, String fieldName, Object value) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException { Field field = o.getClass().getDeclaredField(fieldName); field.setAccessible(true); field.set(o, value); } /** * 利用内省修改对象属性 * @param o * @param fieldName * @param value * @throws NoSuchFieldException * @throws IllegalAccessException */ public static void changeObjectFieldByIntrospector(Object o, String fieldName, Object value) throws IntrospectionException, InvocationTargetException, IllegalAccessException { PropertyDescriptor pd = new PropertyDescriptor(fieldName, o.getClass()); pd.getWriteMethod().invoke(o, value); } public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException, IntrospectionException, InvocationTargetException { Person p = new Person(); changeObjectFieldByReflection(p, "age", 20); System.out.println("反射修改属性破坏类的封装,使其内部状态错误:"); System.out.println(p); changeObjectFieldByIntrospector(p, "age", 18); System.out.println("内省修改属性未破坏类的封装:"); System.out.println(p); }}
可以看到,反射由于是直接修改属性,所以破坏了类中封装的逻辑(20岁却不是成年)。
而内省由于修改属性还是调用了set方法,也就是说和正常修改对象属性调用了相同的方法,所以类的封装性不会遭到破坏。
当然由于内省其实本质也是反射,可以说是封装了反射,所以如果反射用得正确,也是安全的,我们可以根据属性名去获取相应的set和get方法,然后再去调用,但是这种情况下内省使用起来就更方便,毕竟没有必要重复发明一个车轮子,圆形轮子已经是很多年很多年智慧的结晶了。
那么问题来了,既然内省就是调用set和get方法,那我为什么不直接调用set和get方法,而要使用内省呢?
使用内省也一样可以写出通用的工具
既然内省可以动态获取信息,那就和反射一样,可以实现出通用工具或者框架哦。我们这里实现一个可以拷贝任意类型两个对象的属性值的工具方法。
import java.beans.BeanInfo;import java.beans.IntrospectionException;import java.beans.Introspector;import java.beans.PropertyDescriptor;import java.lang.reflect.InvocationTargetException;import java.lang.reflect.Method;import java.text.MessageFormat;class Person { /** * 18岁成年 */ private static final int ADULT_AGE = 18; /** * 名字 */ private final String name; /** * 身高 */ private int height; /** * 年龄 */ private int age; /** * 是否成年 */ private boolean adult; public Person(String name) { this.name = name; } public String getName() { return name; } public int getHeight() { return height; } public void setHeight(int height) { this.height = height; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; this.adult = age >= ADULT_AGE; } public boolean isAdult() { return adult; } public String toString() { return MessageFormat.format("name:{0},height:{1},age:{2},adult:{3}", name, height, age, adult); }}/** * @author 二当家的白帽子 */public class Test { /** * 将orig的可读属性值拷贝到dest的可写属性中 * @param dest * @param orig * @param <T> * @throws IntrospectionException * @throws InvocationTargetException * @throws IllegalAccessException */ public static <T> void copyProperties(T dest, T orig) throws IntrospectionException, InvocationTargetException, IllegalAccessException { BeanInfo beanInfo = Introspector.getBeanInfo(orig.getClass()); PropertyDescriptor[] pds = beanInfo.getPropertyDescriptors(); for (PropertyDescriptor pd : pds) { Method rm = pd.getReadMethod(); Method wm = pd.getWriteMethod(); if (rm != null && wm != null) { Object value = rm.invoke(orig); wm.invoke(dest, value); } } } public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException, IntrospectionException, InvocationTargetException { Person p2 = new Person("二当家的"); p2.setAge(18); p2.setHeight(180); System.out.println(p2); Person p1 = new Person("大当家的"); System.out.println(p1); System.out.println("将二当家的可读属性值拷贝给大当家的可写属性:"); copyProperties(p1, p2); System.out.println(p1); }}
可以看到,名字没有被拷贝,其他的属性值都顺利拷贝了。这也是我们期望的结果。
内省很好地保证了类的封装性,同时又具有动态获取对象属性,和动态修改对象属性的能力。
尾声
和反射一样,一般的程序可能也用不到写内省的代码。但是像apache的beanutils这样方便的工具,如果没有反射也没有内省,我真的想不出如何实现呢。哪怕永远不需要用内省,了解机制对我们都有着莫大的好处。
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