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Reflection API
ETIS SS05
Gliederung
• Motivation
– Einsatzgebiete
– Metaprogrammierung
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Klasse Class
Zugriff auf Klassenbestandteile
Erzeugen von Objekten
Manipulieren von Objekten
– Felder setzen
– Methodenaufruf
• Zusammenfassung
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Motivation - Allgemein
• Bestandteile:
– Core Reflection API: java.lang.reflect (seit JDK 1.1) –
Klassen: Method, Field, Modifier, ...
– außerdem: java.lang - Klassen: Object + Class
• Spiegelt Klassen, Schnittstellen, Objekte in aktueller JVM
wider (Metainformationen)
– Metainformationen werden automatisch vom Compiler
generiert
• Ermöglicht, dynamisch zur Laufzeit:
– Zugriff auf Informationen über Klassen und deren
Bestandteile
– Teilweise Manipulation dieser Metainformationen
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Motivation – konkrete Möglichkeiten
• Laden und Instanzieren von Klassen, deren:
– Name zur Compilezeit unbekannt
– Quellcode nicht vorhanden
– Aufbau nicht bekannt ist
• Informationen zu Klassen: Methoden, Membervariablen,
Superklassen, …
• Informationen zu Interfaces: Methoden, Konstanten
• Methodenaufruf + Setzen von Membervariablen, deren
Name erst zur Laufzeit bekannt
• Arrays kreieren, deren Größe + Komponententyp zur
Laufzeit nicht bekannt + Veränderung der Komponenten
• …
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Einsatzgebiete
• JavaBeans
– Properties ermitteln (anhand der get- und set-Methoden)
– Werte der Properties auslesen + setzen
• JUnit
– Test-Methoden ermitteln und ausführen (Vorsilbe test)
• JDBC
– Treiber anhand seines Namens laden
• Objekt-Relationale-Mapper, Serialisierung, Debugger,
GUI-Builder, Class-Browser, Plugins, …
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Metaprogrammierung
• Reflection ist eine (abgeschwächte) Form der
Metaprogrammierung
• normal:
- Programm kennt Daten, aber nicht sich selbst
• Metaprogrammierung:
- Programme als Daten
- Programm hat Zugriff auf sich selbst
- Programm liegt in selber Präsentation wie Daten vor
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Ausgangspunkt: Klasse Class
• im Paket java.lang
• Instanzen dieser Klasse repräsentieren Klassen +
Interfaces laufender Java Anwendung
• Instanzen automatisch durch JVM konstruiert
• Instanz abfragbar, wenn:
– Objekt der Klasse verfügbar, mit:
– Class c = o.getClass();
– Name der Klasse zur Compilezeit bekannt, mit:
– Class c = java.awt.Button.class;
– Klassenname zur Lauf- aber nicht zur Compilezeit, mit:
– Class c = Class.forName(“java.awt.Button“);
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Zugriff auf Klassenbestandteile I
• für dynamischen Zugriff auf Klassenbestandteile Klassen:
Constructor, Method und Field
• Instanzen dieser Klassen mit Methoden der Klasse Class
erzeugt
– Field fields [] = c.getFields();
– Field fields [] = c.getDeclaredFields();
– Field field = c.getField(“name“);
• Hinweis: mit erhaltenen Field-Objekten sind mehrere
Instanzen bearbeitbar (d.h. beim Setzen der Felder ist das
betroffene Objekt mit anzugeben)
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Zugriff auf Klassenbestandteile II
• Ermittlung der Methoden einer Klasse:
Method m[] = c.getMethods();
Method m[] = c.DeclaredMethods();
Class param[] = new Class[] {Object.class}
Method m = c.getMethod(“add“, param)
• Weiterhin ermittelbar:
– Interfaces, Superklassen
– Packagename, Name der Klasse
– Modifier (z.B. public, final)
– ob eine Datentyp primitiv ist
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Erzeugen von Objekten
• Normal:
– Person p = new PersonBean();
• Mit Reflection:
– Class c = Class.forName(“demo.PersonBean“);
– Person p = (Person) c.newInstance();
• Vorgehen ermöglicht Zugriff auf Klasse, die während
Erstellung der Anwendung unbekannt ist.
• Im obigen Beispiel Zugriff auf:
– jede beliebige Klasse, die Interface Person implementiert +
– evtl. aus Properties-Datei stammt
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Felder setzen
• Normal:
– p.pname = “Lisa“;
• Mit Reflection:
– Class c = p.getClass();
– Field name = c.getDeclaredField(“pname“);
– name.set(p, “Lisa“);
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Methodenaufruf
• Normal:
p.setFirstName(“Maria“);
• Mit Reflection:
Class c = p.getClass();
//Parametertypen setzen
Class argDef[] = {String.class};
Method m = c.getMethod(“setFirstName“, argDef);
//Parameterwerte setzen
Object arg[] = {“Maria“};
m.invoke(p, arg);
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Zusammenfassung
• Reflection einzusetzen, wenn hohe Flexibilität gefordert:
– Klassen zur Laufzeit einzubinden, die zur Compile-Zeit noch
unbekannt sind
– Klassen-Schnittstellen nicht durch Interfaces oder abstrakte
Klassen definiert, sondern Schnittstellenkonventionen und
-mustern folgen (wie Java Beans)
• Fast vollständige Kontrolle über Objekte möglich:
– Methodenname, Parameter, Attribute, Klassennamen in
Dateien ablegbar
• Aber:
– z.T. etwas geringere Performance
– Keine Prüfung des Compilers auf Korrektheit der Datentypen
• Daher:
– Reflection API nur einsetzen, wo wirklich erforderlich
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Quellen
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http://www.dpunkt.de/java/Die_Sprache_Java/Objektorientierte_Progra
mmierung_mit_Java/70.html
http://www.jeckle.de/vorlesung/java/script.html#reflectionAPI
http://java.sun.com/docs/books/tutorial/reflect/
Wille, S., Go To Java Server Pages, Addison-Wesley, München, 2001
Holubek, A.: Willkommen im Dungeon, Java Magazin,3/2000, S.20:
java-praxis Reflection API
http://www.voelter.de/data/presentations/meta.ppt
Wutka, M., J2EE Developer‘ s Guide, Markt+Technik, München, 2002
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diese Dokumente existieren nicht mehr im Netz...
http://www.rz.fhtw-berlin.de/hjp3/k100268.html#kapitelreflection
http://www.ifs.tuwien.ac.at/~mbach/misc/JavaVsSmallTalk/node35.html
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Java-Beans + Reflection
• Reflection (eigentlich Introspection) angewandt, um
Properties der BeanKlasse zur Laufzeit zu ermitteln,
auszulesen bzw. neu zu setzen
• Properties spezifisch für jede Bean-Klasse, folgen aber
Muster(setXXX und getXXX)
• Introspection basiert auf Reflection, aber höhere Sicht –
wichtige Methoden:
– java.beans.Introspector
– java.beans.PropertyDescriptor
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