Reflection em Java - Explorando Tipos com a Classe Class

A Reflection (Reflexão) é um mecanismo da plataforma Java que permite inspecionar e manipular classes, interfaces, campos e métodos em tempo de execução. Isso significa que um programa pode analisar suas próprias estruturas dinamicamente, sem conhecer os detalhes dos tipos em tempo de compilação.

A Reflection é particularmente útil na criação de frameworks, ferramentas de análise de código, bibliotecas de serialização e sistemas de plugins, onde é necessário interagir dinamicamente com tipos que não são conhecidos previamente ou cujo código fonte está indisponível.

A Classe Class

O ponto de entrada para a API de Reflection é a classe java.lang.Class. Cada tipo em Java — seja uma classe, interface, enum ou tipo primitivo — possui um objeto Class correspondente que armazena seus metadados. A seguir, alguns de seus métodos mais importantes:

Para obter membros da classe:

• Field[] getFields(): Retorna um array com os campos (Field) públicos da classe e de suas superclasses.
• Field[] getDeclaredFields(): Retorna um array com todos os campos declarados diretamente na classe (públicos, privados, etc.), mas não inclui campos herdados.
• Method[] getMethods(): Retorna um array com os métodos (Method) públicos da classe e de suas superclasses.
• Method[] getDeclaredMethods(): Retorna um array com todos os métodos declarados diretamente na classe, mas não inclui métodos herdados.
• Constructor[] getConstructors(): Retorna um array com os construtores (Constructor) públicos da classe.
• Constructor[] getDeclaredConstructors(): Retorna um array com todos os construtores declarados diretamente na classe.
• RecordComponent[] getRecordComponents(): Se a classe for um record, retorna um array que descreve seus componentes.

Para verificar características do tipo:

• isAnonymousClass(): Retorna true se for uma classe anônima.
• isArray(): Retorna true se o tipo for um array.
• isPrimitive(): Retorna true se for um tipo primitivo (como int, char).
• isInterface(): Retorna true se for uma interface.
• isEnum(): Retorna true se for um enum.
• isRecord(): Retorna true se for um record.
• isInstance(Object obj): Verifica se o objeto passado como parâmetro é uma instância deste tipo.
• isSealed(): Retorna true se a classe ou interface for sealed.

Para obter informações de hierarquia e pacote:

• Class<?> getSuperclass(): Retorna o objeto Class da superclasse.
• String getPackageName(): Retorna o nome do pacote onde o tipo está localizado.

Como Obter um Objeto Class

Para começar a usar a Reflection, o primeiro passo é obter o objeto Class que representa o tipo de interesse. Existem três maneiras principais de fazer isso.

1. O Método getClass()

A forma mais comum de obter o objeto Class é chamar o método getClass(), que está disponível em todos os objetos (pois é herdado da classe Object).

public class Program {
    public static void main(String[] args) {
        Person tom = new Person();
        Class<?> personClass = tom.getClass();
        System.out.println(personClass); // class Person
    }
}

class Person { }

Se o tipo estiver em um pacote, a saída incluirá o nome totalmente qualificado.

public class Program {
    public static void main(String[] args) {
        String text = "hello";
        System.out.println(text.getClass()); // class java.lang.String
    }
}

2. O Método Estático Class.forName()

O método estático Class.forName() permite obter um objeto Class a partir de uma String contendo o nome totalmente qualificado do tipo.

public class Program {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Class<?> personClass = Class.forName("Person");
            System.out.println(personClass); // class Person

            Class<?> strClass = Class.forName("java.lang.String");
            System.out.println(strClass);    // class java.lang.String
        } catch (ClassNotFoundException ex) {
            System.out.println("Classe não encontrada.");
        }
    }
}

class Person { }

Este método é útil quando o nome da classe a ser carregada não é conhecido em tempo de compilação. É fundamental tratar a exceção ClassNotFoundException, que é lançada se a JVM não conseguir encontrar a classe com o nome especificado.

3. O Literal de Classe .class

A terceira forma é usar o literal de classe (.class), que pode ser anexado diretamente ao nome de qualquer tipo (classe, interface, enum ou tipo primitivo).

public class Program {
    public static void main(String[] args) {
        Class<Person> personClass = Person.class;
        System.out.println(personClass); // class Person

        Class<String> strClass = String.class;
        System.out.println(strClass);    // class java.lang.String
    }
}

class Person { }

Esta abordagem é a mais simples e segura quando o tipo é conhecido em tempo de compilação, pois a verificação é feita pelo compilador, não havendo risco de ClassNotFoundException.

Resumo

• Reflection (Reflexão): É a capacidade de um programa Java inspecionar e manipular a si mesmo em tempo de execução.
• Classe Class: É o ponto de entrada da API de Reflection e armazena os metadados de todos os tipos em Java.

• Obtenção do Objeto Class: Existem três formas principais para obter um objeto Class:

  • objeto.getClass(): A partir de uma instância de um objeto.
  • Class.forName("nome.completo.da.Classe"): A partir de uma string com o nome qualificado do tipo.
  • NomeDoTipo.class: Usando o literal de classe quando o tipo é conhecido em tempo de compilação.