Kotlin中的反射机制深入讲解

2023-09-05 21:29:07 64

前言

Java中的反射机制，使得我们可以在运行期获取Java类的字节码文件中的构造函数，成员变量，成员函数等信息。这一特性使得反射机制被常常用在框架中，想要比较系统的了解Kotlin中的反射，先从Java的反射说起。

Java中的反射

通常我们写好的.java源码文件，经过javac的编译，最终生成了.class字节码文件。这些字节码文件是与平台无关的，使用时通过Classloader去加载这些.class字节码文件，从而让程序按照我们编写好的业务逻辑运行。Java的反射主要是从这些.class文件中获取我们想要得到的内容，那么Java中的反射能够得到哪些内容呢？

获取Class对象

Java是面向对象的语言，同样的.class字节码文件也不例外，想要获取.class文件中的内容，就要先获取.class文件对应的Class对象。Java中获取Class对象的方式有三种。

//1.Class.forName("类名字符串")（注意：类名字符串必须是全称，包名+类名）
ClassbaseInfo=Class.forName("top.sguotao.ReflectionJava");
//2.类名.class
Classobject=Object.class;
//3.实例对象.getClass()
Classdate=(newDate()).getClass();
Classtestclass=this.getClass();

获取类的构造函数Constructor

获取Class对象之后，就可以获取其中的构造函数，从而去创建实例对象。类的构造函数对应java.lang.reflect.Constructor。获取构造函数归纳起来有以下五种方式:

//1.获取参数列表是parameterTypes，访问控制符是public的构造函数
publicConstructorgetConstructor(Class[]parameterTypes)

//2.获取所有访问控制符是public的构造函数
publicConstructor[]getConstructors()

//3.获取参数列表是parameterTypes，并且是类自身声明的构造函数，访问控制符包含public、protected和private的函数。
publicConstructorgetDeclaredConstructor(Class[]parameterTypes)

//4.获取类自身声明的全部的构造函数，访问控制符包含public、protected和private的函数。
publicConstructor[]getDeclaredConstructors()

//5.如果类声明在其它类的构造函数中，返回该类所在的构造函数，如果存在则返回，不存在返回null
publicConstructorgetEnclosingConstructor()

获取类的成员变量

类的成员变量对应的是java.lang.reflect.Field，获取成员变量归纳起来有以下四种方式：

//1.获取“名称是name”的public的成员变量(包括从基类继承的、从接口实现的所有public成员变量)
publicFieldgetField(Stringname)

//2.获取全部的public成员变量(包括从基类继承的、从接口实现的所有public成员变量)
publicField[]getFields()

//3.获取“名称是name”，并且是类自身声明的成员变量，包含public、protected和private成员变量。
publicFieldgetDeclaredField(Stringname)

//4.获取全部的类自身声明的成员变量，包含public、protected和private成员变量。
publicField[]getDeclaredFields()

获取类的成员函数

类的成员函数对应的是java.lang.reflect.Method，获取成员函数归纳起来有下面5种方式：

//1.获取函数名是name，参数是parameterTypes的public的函数(包括从基类继承的、从接口实现的所有public函数)
publicMethodgetMethod(Stringname,Class[]parameterTypes)

//2.获取全部的public的函数(包括从基类继承的、从接口实现的所有public函数)
publicMethod[]getMethods()

//3.获取函数名name，参数是parameterTypes，并且是类自身声明的函数，包含public、protected和private方法。
publicMethodgetDeclaredMethod(Stringname,Class[]parameterTypes)

//4.获取全部的类自身声明的函数，包含public、protected和private方法。
publicMethod[]getDeclaredMethods()

//5.如果这个类是其它类中某个方法的内部类，调用getEnclosingMethod()就是这个类所在的方法；若不存在，返回null。
publicMethodgetEnclosingMethod()

获取类的其它信息

获取类的注解信息，对应的是java.lang.annotation.Annotation接口，获取类的注解信息归纳起来有下面3种方法：

//1.获取类的annotationClass类型的注解(包括从基类继承的、从接口实现的所有public成员变量)
publicAnnotationgetAnnotation(ClassannotationClass)

//2.获取类的全部注解(包括从基类继承的、从接口实现的所有public成员变量)
publicAnnotation[]getAnnotations()

//3.获取类自身声明的全部注解(包含public、protected和private成员变量)
publicAnnotation[]getDeclaredAnnotations()

获取类的接口和基类的信息，对应的是java.lang.reflect.Type接口，获取类的接口和基类信息有下面两个方法：

//获取实现的全部接口
publicType[]getGenericInterfaces()

//获取基类
publicTypegetGenericSuperclass()

获取类的其它描述信息。

//1.获取类名
publicStringgetSimpleName()

//2.获取完整类名
publicStringgetName()

//3.判断类是不是枚举类
publicbooleanisEnum()

//4.判断obj是不是类的实例对象
publicbooleanisInstance(Objectobj)

//5.判断类是不是接口
publicbooleanisInterface()

//6.判断类是不是本地类，所谓本地类,就是定义在方法内部的类。
publicbooleanisLocalClass()

//7.判断类是不是成员类，所谓成员类,就是常见的内部类，是指不在代码块，构造函数和成员方法中的内部类。
publicbooleanisMemberClass()

//8.判断类是不是基本类型。基本类型，包括void和boolean、byte、char、short、int、long、float和double这几种类型。
publicbooleanisPrimitive()

Kotlin中的反射

在Kotlin中，字节码对应的类是kotlin.reflect.KClass，因为Kotlin百分之百兼容Java，所以Kotlin中可以使用Java中的反射，但是由于Kotlin中字节码.class对应的是KClass类，所以如果想要使用Java中的反射，需要首先获取Class的实例，在Kotlin中可以通过以下两种方式来获取Class实例。

//1.通过实例.javaClass
varhello=HelloWorld()
hello.javaClass

//2.通过类Kclass类的.java属性
HelloWorld::class.java

获取了Class实例，就可以调用上面介绍的方法，获取各种在Java中定义的类的信息了。

当然Kotlin中除了可以使用Java中的反射以外，还可以使用Kotlin中声明的一些方法，当然同Java中反射一样，想要使用这些方法，先要获取Kclass对象，在Kotlin中可以通过以下两种方式获取Kclass实例。

//1.通过类::class的方式获取Kclass实例
valclazz1:KClass<*>=HelloWorld::class
//2.通过实例.javaClass.kotlin获取Kclass实例
varhello=HelloWorld()
valclazz2=hello.javaClass.kotlin

获取了Kclass实例之后，就可以调用Kotlin中声明的一些关于反射的方法了，那么都有哪些方法呢？

构造函数Constructor

Kotlin可以通过下面的方法，获取所有的构造函数。

//返回这个类的所有构造器
publicvalconstructors:Collection>

成员变量和成员函数

Kotlin中获取成员变量和成员函数的方法有6个。

//返回类可访问的所有函数和属性，包括继承自基类的，但是不包括构造器
overridevalmembers:Collection>
//返回类声明的所有函数
valKClass<*>.declaredFunctions:Collection>
//返回类的扩展函数
valKClass<*>.declaredMemberExtensionFunctions:Collection>
//返回类的扩展属性
valKClass.declaredMemberExtensionProperties:Collection>
//返回类自身声明的成员函数
valKClass<*>.declaredMemberFunctions:Collection>
//返回类自身声明的成员变量（属性）
valKClass.declaredMemberProperties:Collection>

类相关信息

可以看到Kotlin反射中，可以获取比Java反射更多的关于类的信息。

//1.返回类的名字
publicvalsimpleName:String?
//2.返回类的全包名
publicvalqualifiedName:String?
//3.如果这个类声明为object，则返回其实例，否则返回null
publicvalobjectInstance:T?
//4.返回类的可见性
@SinceKotlin("1.1")
publicvalvisibility:KVisibility?
//5.判断类是否为final类（在Kotlin中，类默认是final的，除非这个类声明为open或者abstract)
@SinceKotlin("1.1")
publicvalisFinal:Boolean
//6.判断类是否是open的(abstract类也是open的），表示这个类可以被继承
@SinceKotlin("1.1")
publicvalisOpen:Boolean
//7.判断类是否为抽象类
@SinceKotlin("1.1")
publicvalisAbstract:Boolean
//8.判断类是否为密封类，密封类:用sealed修饰，其子类只能在其内部定义
@SinceKotlin("1.1")
publicvalisSealed:Boolean
//9.判断类是否为data类
@SinceKotlin("1.1")
publicvalisData:Boolean
//10.判断类是否为成员类
@SinceKotlin("1.1")
publicvalisInner:Boolean
//11.判断类是否为companionobject
@SinceKotlin("1.1")
publicvalisCompanion:Boolean
//12.返回类中定义的其他类，包括内部类(innerclass声明的)和嵌套类(class声明的)
publicvalnestedClasses:Collection>
//13.判断一个对象是否为此类的实例
@SinceKotlin("1.1")
publicfunisInstance(value:Any?):Boolean
//14.返回这个类的泛型列表
@SinceKotlin("1.1")
publicvaltypeParameters:List
//15.类其直接基类的列表
@SinceKotlin("1.1")
publicvalsupertypes:List
//16.返回类所有的基类
valKClass<*>.allSuperclasses:Collection>
//17.返回类的伴生对象companionObject
valKClass<*>.companionObject:KClass<*>?

使用Kotin中反射注意的问题

在Kotlin1.1中如果反射String，Map，List等类型时，会抛出一个built-inKotlinTypes的异常，这是因为在Kotlin1.1版本中还没有对这些类型添加支持，在Kotlin1.2版本中，这个问题已经解决。

Kotlin关于反射的内容都放在kotlin-reflect的jar包中，这个jar包有2.6M，对于移动端开发，需要占用一定的内存空间。

最后就是关于Kotlin反射的效率问题，在Java中反射大概需要几十微秒，在Kotlin就需要几百甚至上千微秒，如果是通过反射访问对象或构造属性，甚至需要上万微秒，对此，官方给出的解释是，现在还没有精力进行优化，相信后续的版本中，效率问题会有所改善。

参考链接

KotlinBootcampforProgrammers
KotlinKoans

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对毛票票的支持。

Kotlin中的反射机制深入讲解

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