Reflection Java

/*
 * Licensed to the Apache Software Foundation (ASF) under one or more
 * contributor license agreements.  See the NOTICE file distributed with
 * this work for additional information regarding copyright ownership.
 * The ASF licenses this file to You under the Apache License, Version 2.0
 * (the "License"); you may not use this file except in compliance with
 * the License.  You may obtain a copy of the License at
 * 
 *    http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 * 
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.GenericDeclaration;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.ParameterizedType;
import java.lang.reflect.Type;
import java.lang.reflect.TypeVariable;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.Map;
/**
 * A wrapper around reflection to resolve generics.
 * 
 * @author Simone Gianni 
 */
// TODO there is vast space for caching and optimizations here!
public class GenericClass {
  private Class myclass = null;
  private Map> genericMap = new HashMap>();
  private Map reverseIntermediate = new HashMap();
  public static GenericClass forClass(Class concrete) {
    return new GenericClass(concrete);
  }
  public static GenericClass forField(Field field) {
    return forGenericType(field.getGenericType());
  }
  public static GenericClass forReturnType(Method method) {
    return forGenericType(method.getGenericReturnType());
  }
  public static GenericClass forParameter(Method method, int index) {
    return forGenericType(method.getGenericParameterTypes()[index]);
  }
  public static GenericClass forGenericType(Type type) {
    if (type instanceof Class) {
      return forClass((Class) type);
    } else if (type instanceof ParameterizedType) {
      return new GenericClass((ParameterizedType) type);
    } else {
      return forClass(Object.class);
      // throw new MagmaException("Dont know how to build a GenericClass out of
      // {0}", type.getClass());
    }
  }
  private GenericClass(Class concrete) {
    TypeVariable[] parameters = concrete.getTypeParameters();
    // if (parameters.length > 0) throw new MagmaException("Cannot parse {0}, it
    // is a generic class, use a concrete class instead", concrete);
    myclass = concrete;
    recurse(concrete);
    coalesceMap();
  }
  private GenericClass(ParameterizedType type) {
    myclass = (Class) type.getRawType();
    recurse(myclass, myclass, type);
    coalesceMap();
  }
  private void coalesceMap() {
    int cnt = reverseIntermediate.size();
    while (reverseIntermediate.size() > 0 && cnt > 0) {
      for (Iterator> iterator = this.reverseIntermediate.entrySet()
          .iterator(); iterator.hasNext();) {
        Map.Entry entry = iterator.next();
        String target = entry.getValue();
        String search = entry.getKey();
        Class clazz = genericMap.get(search);
        if (clazz == null)
          continue;
        if (genericMap.containsKey(target))
          throw new RuntimeException(
              "Impossible situation, it's a bug : {0} generic is both {1} and bound to {2}"
                  + target + genericMap.get(target) + search);
        genericMap.put(target, clazz);
        iterator.remove();
      }
      cnt--;
    }
    if (reverseIntermediate.size() > 0) {
      for (Iterator> iterator = this.reverseIntermediate.entrySet()
          .iterator(); iterator.hasNext();) {
        Map.Entry entry = iterator.next();
        String target = entry.getValue();
        String search = entry.getKey();
        Class clazz = genericMap.get(search);
        if (clazz == null)
          clazz = Object.class;
        if (genericMap.containsKey(target))
          throw new RuntimeException(
              "Impossible situation, it's a bug : {0} generic is both {1} and bound to {2}"+
              target+ genericMap.get(target)+ search);
        genericMap.put(target, clazz);
      }
    }
  }
  public Class getBaseClass() {
    return this.myclass;
  }
  private void recurse(Class clazz, Class simplesup, ParameterizedType partype) {
    Type[] typeArguments = partype.getActualTypeArguments();
    TypeVariable[] parameters = simplesup.getTypeParameters();
    for (int i = 0; i < typeArguments.length; i++) {
      if (typeArguments[i] instanceof Class) {
        genericMap.put(simplesup.getName() + "--" + parameters[i].getName(),
            (Class) typeArguments[i]);
      } else if (typeArguments[i] instanceof TypeVariable) {
        reverseIntermediate.put(clazz.getName() + "--"
            + ((TypeVariable) typeArguments[i]).getName(), simplesup.getName() + "--"
            + parameters[i].getName());
      }
    }
    recurse(simplesup);
  }
  private void recurse(Class clazz) {
    Type supclass = clazz.getGenericSuperclass();
    Class simplesup = clazz.getSuperclass();
    if (supclass == null)
      return;
    if (supclass instanceof ParameterizedType) {
      recurse(clazz, simplesup, (ParameterizedType) supclass);
    } else {
      recurse(simplesup);
    }
  }
  /**
   * Return real, "generics dereferenced", parameter types for the given method.
   * 
   * @param method
   *          The method to analyze
   * @return The real classes, dereferencing generics
   */
  public GenericClass[] getParameterTypes(Method method) {
    Class declaring = method.getDeclaringClass();
    String declname = declaring.getName();
    Type[] parameterTypes = method.getGenericParameterTypes();
    GenericClass[] ret = new GenericClass[parameterTypes.length];
    for (int i = 0; i < parameterTypes.length; i++) {
      Type type = parameterTypes[i];
      if (type instanceof Class) {
        ret[i] = forClass((Class) type);
      } else if (type instanceof TypeVariable) {
        String name = ((TypeVariable) type).getName();
        Class sub = genericMap.get(declname + "--" + name);
        if (sub == null)
          sub = Object.class;
        ret[i] = forClass(sub);
      } else {
        ret[i] = forGenericType(type);
      }
    }
    return ret;
  }
  public GenericClass resolveType(Type type) {
    if (type instanceof Class) {
      return forClass((Class) type);
    } else if (type instanceof TypeVariable) {
      GenericDeclaration gd = ((TypeVariable) type).getGenericDeclaration();
      Class acclass = null;
      if (gd instanceof Class) {
        acclass = (Class) gd;
      } else if (gd instanceof Method) {
        acclass = ((Method) gd).getDeclaringClass();
      } else if (gd instanceof Constructor) {
        acclass = ((Constructor) gd).getDeclaringClass();
      }
      String name = ((TypeVariable) type).getName();
      return forClass(genericMap.get(acclass.getName() + "--" + name));
    } else {
      return forGenericType(type);
    }
  }
  /**
   * Search for all occurrencies of a specific method.
   * 


   * The type parameters passed in may be Class or null. If they are null, that
   * means that we don't know which class they should be, if they are a class,
   * that means we are searching for that class, and the comparison is made on
   * dereferenced generics.
   * 


   * 


   * Specifying no parameter types explicitly means "a method without
   * parameters".
   * 


   * 
   * @param name
   *          The name of the method
   * @param parameterTypes
   *          The types of the parameters
   * @return A list of {@link MethodDef}, ordered with methods from current
   *         class first, then method from superclass and so on.
   */
  public List findMethods(String name, Class... parameterTypes) {
    List founds = new ArrayList();
    Class current = myclass;
    while (current != null) {
      Method[] methods = current.getDeclaredMethods();
      for (Method method : methods) {
        if (!method.isBridge() && !method.isSynthetic() && method.getName().equals(name)) {
          Type[] types = method.getGenericParameterTypes();
          if (types.length == parameterTypes.length) {
            GenericClass[] genericClasses = getParameterTypes(method);
            Class[] classes = toRawClasses(genericClasses);
            boolean good = true;
            for (int i = 0; i < types.length; i++) {
              if (parameterTypes[i] != null) {
                if (!classes[i].equals(parameterTypes[i])) {
                  good = false;
                  break;
                }
              }
            }
            if (good) {
              MethodDef def = new MethodDef(method, genericClasses);
              if (!founds.contains(def))
                founds.add(def);
            }
          }
        }
      }
      current = current.getSuperclass();
    }
    return founds;
  }
  public static Class[] toRawClasses(GenericClass[] genclasses) {
    Class[] ret = new Class[genclasses.length];
    for (int i = 0; i < genclasses.length; i++) {
      ret[i] = genclasses[i].getBaseClass();
    }
    return ret;
  }
  /**
   * Search for all methods having that name, no matter which parameter they
   * take.
   * 
   * @param name
   *          The name of the methods
   * @return A list of {@link MethodDef}, ordered with methods from current
   *         class first, then method from superclass and so on.
   */
  public List findAllMethods(String name) {
    List founds = new ArrayList();
    Class current = myclass;
    while (current != null) {
      Method[] methods = current.getDeclaredMethods();
      for (Method method : methods) {
        if (!method.isBridge() && !method.isSynthetic() && method.getName().equals(name)) {
          MethodDef def = new MethodDef(method);
          if (!founds.contains(def))
            founds.add(def);
        }
      }
      current = current.getSuperclass();
    }
    return founds;
  }
  public List getMethods() {
    List founds = new ArrayList();
    Class current = myclass;
    while (current != null) {
      Method[] methods = current.getDeclaredMethods();
      for (Method method : methods) {
        if (!method.isBridge() && !method.isSynthetic()) {
          MethodDef def = new MethodDef(method);
          if (!founds.contains(def))
            founds.add(def);
        }
      }
      current = current.getSuperclass();
    }
    return founds;
  }
  @Override
  public boolean equals(Object obj) {
    if (!(obj instanceof GenericClass))
      return false;
    GenericClass oth = (GenericClass) obj;
    return this.getBaseClass().equals(oth.getBaseClass());
  }
  public class MethodDef {
    private Method method = null;
    private GenericClass[] params = null;
    MethodDef(Method m) {
      this.method = m;
    }
    MethodDef(Method m, GenericClass[] params) {
      this.method = m;
      this.params = params;
    }
    public String getName() {
      return this.method.getName();
    }
    public Method getBaseMethod() {
      return this.method;
    }
    public GenericClass[] getParameterTypes() {
      if (this.params == null) {
        this.params = GenericClass.this.getParameterTypes(method);
      }
      return this.params;
    }
    public GenericClass getReturnType() {
      return resolveType(method.getGenericReturnType());
    }
    @Override
    public boolean equals(Object other) {
      if (!(other instanceof MethodDef))
        return false;
      MethodDef oth = (MethodDef) other;
      return (method.getName().equals(oth.method.getName()))
          && (Arrays.equals(getParameterTypes(), oth.getParameterTypes()));
    }
    public Class getDeclaringClass() {
      return this.method.getDeclaringClass();
    }
  }
}