Spring中的各种Utils（五）：ReflectionUtils详解_spring reflectionutils

本节中，我们来看看Spring针对反射提供的工具类：ReflectionUtils。反射在容器中使用是非常频繁的了，ReflectionUtils中也提供了想当多的有用的方法，一起来看看。

在ReflectionUtils中提供了一些专门用于处理在反射中异常相关的方法，这些方法一般在Spring框架内部使用，当然，出于规范考虑，我们在开发中涉及到反射的异常，也可以使用这些方法。我们按照这些方法的调用链来看代码：

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void handleReflectionException(Exception ex)
处理反射中的异常，我们直接看代码：

 

public static void handleReflectionException(Exception ex) {
    if (ex instanceof NoSuchMethodException) {
        throw new IllegalStateException("Method not found: " + ex.getMessage());
    }
    if (ex instanceof IllegalAccessException) {
        throw new IllegalStateException("Could not access method: " + ex.getMessage());
    }
    if (ex instanceof InvocationTargetException) {
        handleInvocationTargetException((InvocationTargetException) ex);
    }
    if (ex instanceof RuntimeException) {
        throw (RuntimeException) ex;
    }
    throw new UndeclaredThrowableException(ex);
}

可以看到，代码把NoSuchMethodException，IllegalAccessException，InvocationTargetException等反射中的检查异常（Exception）直接包装为对应的运行时异常（RuntimeException）；这里我们可以先看一下反射中的异常：

image.png

 

可以看到，反射中的异常，都继承了ReflectiveOperationException（反射操作异常），而该异常继承了Exception；旗下再是ClassNotFoundException等具体的反射操作异常；

在方法中，如果遇到的是InvocationTargetException异常，交给handleInvocationTargetException方法处理：

 

public static void rethrowRuntimeException(Throwable ex) {
    if (ex instanceof RuntimeException) {
        throw (RuntimeException) ex;
    }
    if (ex instanceof Error) {
        throw (Error) ex;
    }
    throw new UndeclaredThrowableException(ex);
}

可以看到，该方法只是判断了运行时异常和Error；并原样抛出；怎么理解这个方法的调用？原因很简单，InvocationTargetException是在method.invoke的时候抛出的，方法在执行的过程中，方法本身的执行可能抛出RuntimeException或者Error，其余方法本身抛出的Exception异常直接包装为UndeclaredThrowableException（RuntimeException）处理；

统一下来，可以这样理解，除了在反射执行过程中遇到的Error，其余所有的Exception，都被统一转成了RuntimeException；

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接下来进入正常方法
Field findField(Class<?> clazz, String name, Class<?> type)
根据类型，字段名称和字段类型查询一个字段；该方法会遍历的向父类查询字段，查询到的是所有字段；我们可以简单看一下实现：

 

public static Field findField(Class<?> clazz, String name, Class<?> type) {
    Class<?> searchType = clazz;
    while (Object.class != searchType && searchType != null) {
        Field[] fields = getDeclaredFields(searchType);
        for (Field field : fields) {
            if ((name == null || name.equals(field.getName())) &&
                    (type == null || type.equals(field.getType()))) {
                return field;
            }
        }
        searchType = searchType.getSuperclass();
    }
    return null;
}

代码实现比较简单，向上查询字段，直到Object类型；注意，其中调用了一句代码：

 

Field[] fields = getDeclaredFields(searchType);

我们来看看该代码实现：

 

private static Field[] getDeclaredFields(Class<?> clazz) {
    Field[] result = declaredFieldsCache.get(clazz);
    if (result == null) {
        result = clazz.getDeclaredFields();
        declaredFieldsCache.put(clazz, (result.length == 0 ? NO_FIELDS : result));
    }
    return result;
}

可以看到，实际上，在该工具类中，对类型和字段做了缓存，保存到了declaredFieldsCache中，来看看这个cache的声明：

 

private static final Map<Class<?>, Field[]> declaredFieldsCache =
        new ConcurrentReferenceHashMap<Class<?>, Field[]>(256);

因为是工具类，被声明为ConcurrentReferenceHashMap也是能够理解；
这种缓存机制也存在于方法的查询；

该方法还有一个简单的版本：
Field findField(Class<?> clazz, String name)

void setField(Field field, Object target, Object value)
在指定对象（target）中给指定字段（field）设置指定值（value）；

*Object getField(Field field, Object target) *
在指定对象（target)上得到指定字段(field)的值；
以上两个方法的实现都非常简单，分别调用了field.set和field.get方法；并处理了对应的异常；选一个实现看看：

 

public static void setField(Field field, Object target, Object value) {
    try {
        field.set(target, value);
    }
    catch (IllegalAccessException ex) {
        handleReflectionException(ex);
        throw new IllegalStateException(
                "Unexpected reflection exception - " + ex.getClass().getName() + ": " + ex.getMessage());
    }
}

使用了handleReflectionException方法来统一处理异常；

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*Method findMethod(Class<?> clazz, String name, Class<?>... paramTypes) *
在类型clazz上，查询name方法，参数类型列表为paramTypes；

 

public static Method findMethod(Class<?> clazz, String name, Class<?>... paramTypes) {
    Class<?> searchType = clazz;
    while (searchType != null) {
        Method[] methods = (searchType.isInterface() ? searchType.getMethods() : getDeclaredMethods(searchType));
        for (Method method : methods) {
            if (name.equals(method.getName()) &&
                    (paramTypes == null || Arrays.equals(paramTypes, method.getParameterTypes()))) {
                return method;
            }
        }
        searchType = searchType.getSuperclass();
    }
    return null;
}

可以看到，该仍然可以向上递归查询方法，并且查询到的是所有方法。

该方法也有一个简单的版本：
Method findMethod(Class<?> clazz, String name)

Object invokeMethod(Method method, Object target, Object... args)
在指定对象(target)上，使用指定参数(args)，执行方法（method)；
该方法的实现也非常简单：

 

public static Object invokeMethod(Method method, Object target, Object... args) {
    try {
        return method.invoke(target, args);
    }
    catch (Exception ex) {
        handleReflectionException(ex);
    }
    throw new IllegalStateException("Should never get here");
}

可以看到，就只是调用了method.invoke方法，并统一处理了调用异常；
该方法也有一个简单版本：
Object invokeMethod(Method method, Object target)

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boolean declaresException(Method method, Class<?> exceptionType)
判断一个方法上是否声明了指定类型的异常；

boolean isPublicStaticFinal(Field field)
判断字段是否是public static final的；

boolean isEqualsMethod(Method method)
判断方法是否是equals方法；

boolean isHashCodeMethod(Method method)
判断方法是否是hashcode方法；

boolean isToStringMethod(Method method)
判断方法是否是toString方法；

可能有童鞋记得，在AopUtils中也有这几个isXXX方法，是的，其实AopUtils中的isXXX方法就是调用的ReflectionUtils的这几个方法的；

boolean isObjectMethod(Method method)
判断方法是否是Object类上的方法；

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void makeAccessible(Field field)
将一个字段设置为可读写，主要针对private字段；

void makeAccessible(Method method)
将一个方法设置为可调用，主要针对private方法；

void makeAccessible(Constructor<?> ctor)
将一个构造器设置为可调用，主要针对private构造器；

void doWithLocalMethods(Class<?> clazz, MethodCallback mc)
针对指定类型上的所有方法，依次调用MethodCallback回调；
首先来看看MethodCallback接口声明：

 

public interface MethodCallback {
 
    /**
     * 使用指定方法完成一些操作.
     */
    void doWith(Method method) throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException;
}

其实就是一个正常的回调接口；来看看doWithLocalMethods实现：

 

public static void doWithLocalMethods(Class<?> clazz, MethodCallback mc) {
    Method[] methods = getDeclaredMethods(clazz);
    for (Method method : methods) {
        try {
            mc.doWith(method);
        }catch (IllegalAccessException ex) {
            throw new IllegalStateException("...");
        }
    }
}

其实实现很简单，就是得到类上的所有方法，然后执行回调接口；这个方法在Spring针对bean的方法上的标签处理时大量使用，比如@Init，@Resource，@Autowire等标签的预处理；

该方法有一个增强版：
void doWithMethods(Class<?> clazz, MethodCallback mc, MethodFilter mf)
该版本提供了一个方法匹配（过滤器）MethodFilter；
我们来看看MethodFilter的接口声明：

 

public interface MethodFilter {
 
    /**
     * 检查一个指定的方法是否匹配规则
     */
    boolean matches(Method method);
}

该接口就声明了一个匹配方法，用于匹配规则；
再返回来看看doWithMethods方法的实现：

 

public static void doWithMethods(Class<?> clazz, MethodCallback mc, MethodFilter mf) {
    // Keep backing up the inheritance hierarchy.
    Method[] methods = getDeclaredMethods(clazz);
    for (Method method : methods) {
        if (mf != null && !mf.matches(method)) {
            continue;
        }
        try {
            mc.doWith(method);
        }catch (IllegalAccessException ex) {
            throw new IllegalStateException("...");
        }
    }
    if (clazz.getSuperclass() != null) {
        doWithMethods(clazz.getSuperclass(), mc, mf);
    }else if (clazz.isInterface()) {
        for (Class<?> superIfc : clazz.getInterfaces()) {
            doWithMethods(superIfc, mc, mf);
        }
    }
}

该方法实现就很明确了，首先得到类上所有方法，针对每一个方法，调用MethodFilter实现匹配检查，如果匹配上，调用MethodCallback回调方法。该方法会递归向上查询所有父类和实现的接口上的所有方法并处理；

void doWithLocalFields(Class<?> clazz, FieldCallback fc)
那很明显，该方法就是针对所有的字段，执行的对应的回调了，这里的FieldCallback就类似于前面的MethodCallback：

 

public interface FieldCallback {
 
    /**
     * 给指定的字段执行操作；
     */
    void doWith(Field field) throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException;
}

该方法的实现就类似于doWithLocalMethods的实现了：

 

public static void doWithLocalFields(Class<?> clazz, FieldCallback fc) {
    for (Field field : getDeclaredFields(clazz)) {
        try {
            fc.doWith(field);
        }catch (IllegalAccessException ex) {
            throw new IllegalStateException("...");
        }
    }
}

得到类上所有的字段，并执行回调；同理，该方法在Spring中主要用于预处理字段上的@Autowire或者@Resource标签；

void doWithFields(Class<?> clazz, FieldCallback fc, FieldFilter ff)
和doWithMethods的加强版相同，针对字段，也提供了一个拥有字段匹配（过滤）的功能方法；我们就只简单看下FieldFilter实现即可：

 

public interface FieldFilter {
 
    /**
     * 检查给定字段是否匹配；
     */
    boolean matches(Field field);
}

小结

总的来说，ReflectionUtils提供的功能还算完整，其实想要实现这样的一个工具类，也不是什么难事，更多的建议大家多看看Spring的实现，还是有不少收获。当然，这里我们看的是Spring4.X的代码，相信在Spring5中完全使用Java8的代码，会更优雅。

作者：叩丁狼教育
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来源：简书
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