Reflection Java

import java.util.Map;
import java.util.HashMap;
import java.util.Collection;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Set;
import java.util.HashSet;
import java.util.SortedSet;
import java.util.TreeSet;
import java.util.Queue;
import java.util.LinkedList;
import java.util.SortedMap;
import java.util.TreeMap;
import java.util.Arrays;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;
import java.lang.reflect.ParameterizedType;
import java.lang.reflect.Type;
import static java.lang.reflect.Modifier.isPublic;
import java.beans.PropertyDescriptor;
import java.beans.BeanInfo;
import java.beans.Introspector;
import java.beans.IntrospectionException;
/**
 * Common utilty methods that are useful when working with reflection.
 *
 * @author Tim Fennell
 */
public class ReflectUtil {
    /** A cache of property descriptors by class and property name */
    private static Map, Map> propertyDescriptors =
            new ConcurrentHashMap, Map>();
    /** Static helper class, shouldn't be constructed. */
    private ReflectUtil() {}
    /**
     * Holds a map of commonly used interface types (mostly collections) to a class that
     * implements the interface and will, by default, be instantiated when an instance
     * of the interface is needed.
     */
    protected static final Map,Class> interfaceImplementations = new HashMap,Class>();
    /**
     * Holds a map of primitive type to the default value for that primitive type.  Isn't it
     * odd that there's no way to get this programmatically from the Class objects?
     */
    protected static final Map,Object> primitiveDefaults = new HashMap,Object>();
    static {
        interfaceImplementations.put(Collection.class, ArrayList.class);
        interfaceImplementations.put(List.class,       ArrayList.class);
        interfaceImplementations.put(Set.class,        HashSet.class);
        interfaceImplementations.put(SortedSet.class,  TreeSet.class);
        interfaceImplementations.put(Queue.class,      LinkedList.class);
        interfaceImplementations.put(Map.class,        HashMap.class);
        interfaceImplementations.put(SortedMap.class,  TreeMap.class);
        primitiveDefaults.put(Boolean.TYPE,    false);
        primitiveDefaults.put(Character.TYPE, '\0');
        primitiveDefaults.put(Byte.TYPE,       new Byte("0"));
        primitiveDefaults.put(Short.TYPE,      new Short("0"));
        primitiveDefaults.put(Integer.TYPE,    new Integer(0));
        primitiveDefaults.put(Long.TYPE,       new Long(0l));
        primitiveDefaults.put(Float.TYPE,      new Float(0f));
        primitiveDefaults.put(Double.TYPE,     new Double(0.0));
    }
    /**
     * The set of method that annotation classes inherit, and should be avoided when
     * toString()ing an annotation class.
     */
    private static final Set INHERITED_ANNOTATION_METHODS =
            new HashSet(Arrays.asList("toString", "equals", "hashCode", "annotationType"));
    /**
     * Looks up the default implementing type for the supplied interface. This is done
     * based on a static map of known common interface types and implementing classes.
     *
     * @param iface an interface for which an implementing class is needed
     * @return a Class object representing the implementing type, or null if one is
     *         not found
     */
    public static Class getImplementingClass(Class iface) {
        return interfaceImplementations.get(iface);
    }
    /**
     * Attempts to determine an implementing class for the interface provided and instantiate
     * it using a default constructor.
     *
     * @param interfaceType an interface (or abstract class) to make an instance of
     * @return an instance of the interface type supplied
     * @throws InstantiationException if no implementation type has been configured
     * @throws IllegalAccessException if thrown by the JVM during class instantiation
     */
    @SuppressWarnings("unchecked")
  public static  T getInterfaceInstance(Class interfaceType)
            throws InstantiationException, IllegalAccessException {
        Class impl = getImplementingClass(interfaceType);
        if (impl == null) {
            throw new InstantiationException(
                    "Stripes needed to instantiate a property who's declared type as an " +
                    "interface (which obviously cannot be instantiated. The interface is not " +
                    "one that Stripes is aware of, so no implementing class was known. The " +
                    "interface type was: '" + interfaceType.getName() + "'. To fix this " +
                    "you'll need to do one of three things. 1) Change the getter/setter methods " +
                    "to use a concrete type so that Stripes can instantiate it. 2) in the bean's " +
                    "setContext() method pre-instantiate the property so Stripes doesn't have to. " +
                    "3) Bug the Stripes author ;)  If the interface is a JDK type it can easily be " +
                    "fixed. If not, if enough people ask, a generic way to handle the problem " +
                    "might get implemented.");
        }
        else {
            return (T) impl.newInstance();
        }
    }
    /**
     * Utility method used to load a class.  Any time that Stripes needs to load of find a
     * class by name it uses this method.  As a result any time the classloading strategy
     * needs to change it can be done in one place!  Currently uses
     * {@code Thread.currentThread().getContextClassLoader().loadClass(String)}.
     *
     * @param name the fully qualified (binary) name of the class to find or load
     * @return the Class object representing the class
     * @throws ClassNotFoundException if the class cannot be loaded
     */
    @SuppressWarnings("unchecked") // this allows us to assign without casting
  public static Class findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        return Thread.currentThread().getContextClassLoader().loadClass(name);
    }
    /**
     * 

A better (more concise) toString method for annotation types that yields a String
     * that should look more like the actual usage of the annotation in a class. The String produced
     * is similar to that produced by calling toString() on the annotation directly, with the
     * following differences:


     *
     * 

         *   
  • Uses the classes simple name instead of it's fully qualified name.

  •      *   
  • Only outputs attributes that are set to non-default values.

  •      *
         * 

    If, for some unforseen reason, an exception is thrown within this method it will be
         * caught and the return value will be {@code ann.toString()}.
         *
         * @param ann the annotation to convert to a human readable String
         * @return a human readable String form of the annotation and it's attributes
         */
        public static String toString(Annotation ann) {
            try {
                Class type = ann.annotationType();
                StringBuilder builder = new StringBuilder(128);
                builder.append("@");
                builder.append(type.getSimpleName());
                boolean appendedAnyParameters = false;
                Method[] methods = type.getMethods();
                for (Method method : methods) {
                    if (!INHERITED_ANNOTATION_METHODS.contains(method.getName())) {
                        Object defaultValue = method.getDefaultValue();
                        Object actualValue  = method.invoke(ann);
                        // If we have arrays, they have to be treated a little differently
                        Object[] defaultArray = null, actualArray = null;
                        if ( Object[].class.isAssignableFrom(method.getReturnType()) ) {
                            defaultArray = (Object[]) defaultValue;
                            actualArray  = (Object[]) actualValue;
                        }
                        // Only print an attribute if it isn't set to the default value
                        if ( (defaultArray != null && !Arrays.equals(defaultArray, actualArray)) ||
                                (defaultArray == null && !actualValue.equals(defaultValue)) ) {
                            if (appendedAnyParameters) {
                                builder.append(", ");
                            }
                            else {
                                builder.append("(");
                            }
                            builder.append(method.getName());
                            builder.append("=");
                            if (actualArray != null) {
                                builder.append( Arrays.toString(actualArray) );
                            }
                            else {
                                builder.append(actualValue);
                            }
                            appendedAnyParameters = true;
                        }
                    }
                }
                if (appendedAnyParameters) {
                    builder.append(")");
                }
                return builder.toString();
            }
            catch (Exception e) {
                return ann.toString();
            }
        }
        /**
         * Fetches all methods of all access types from the supplied class and super
         * classes. Methods that have been overridden in the inheritance hierarchy are
         * only returned once, using the instance lowest down the hierarchy.
         *
         * @param clazz the class to inspect
         * @return a collection of methods
         */
        public static Collection getMethods(Class clazz) {
            Collection found = new ArrayList();
            while (clazz != null) {
                for (Method m1 : clazz.getDeclaredMethods()) {
                    boolean overridden = false;
                    for (Method m2 : found) {
                        if ( m2.getName().equals(m1.getName()) &&
                                Arrays.deepEquals(m1.getParameterTypes(), m2.getParameterTypes())) {
                            overridden = true;
                            break;
                        }
                    }
                    if (!overridden) found.add(m1);
                }
                clazz = clazz.getSuperclass();
            }
            return found;
        }
        /**
         * Fetches all fields of all access types from the supplied class and super
         * classes. Fieldss that have been overridden in the inheritance hierarchy are
         * only returned once, using the instance lowest down the hierarchy.
         *
         * @param clazz the class to inspect
         * @return a collection of fields
         */
        public static Collection getFields(Class clazz) {
            Map fields = new HashMap();
            while (clazz != null) {
                for (Field field : clazz.getDeclaredFields()) {
                    if ( !fields.containsKey(field.getName()) ) {
                        fields.put(field.getName(), field);
                    }
                }
                clazz = clazz.getSuperclass();
            }
            return fields.values();
        }
        /**
         * Fetches the property descriptor for the named property of the supplied class. To
         * speed things up a cache is maintained of propertyName to PropertyDescriptor for
         * each class used with this method.  If there is no property with the specified name,
         * returns null.
         *
         * @param clazz the class who's properties to examine
         * @param property the String name of the property to look for
         * @return the PropertyDescriptor or null if none is found with a matching name
         */
        public static PropertyDescriptor getPropertyDescriptor(Class clazz, String property) {
            Map pds = propertyDescriptors.get(clazz);
            if (pds == null) {
                try {
                    BeanInfo info = Introspector.getBeanInfo(clazz);
                    PropertyDescriptor[] descriptors = info.getPropertyDescriptors();
                    pds = new HashMap();
                    for (PropertyDescriptor descriptor : descriptors) {
                        pds.put(descriptor.getName(), descriptor);
                    }
                    propertyDescriptors.put(clazz, pds);
                }
                catch (IntrospectionException ie) {
                    throw new RuntimeException("Could not examine class '" + clazz.getName() +
                            "' using Introspector.getBeanInfo() to determine property information.", ie);
                }
            }
            return pds.get(property);
        }
        /**
         * 

    Attempts to find an accessible version of the method passed in, where accessible
         * is defined as the method itself being public and the declaring class being public.
         * Mostly useful as a workaround to the situation when
         * {@link PropertyDescriptor#getReadMethod()} and/or
         * {@link java.beans.PropertyDescriptor#getWriteMethod()} returns methods that are not
         * accessible (usually due to public implementations of interface methods in private
         * classes).


         *
         * 

    Checks the method passed in and if it already meets these criteria it is returned
         * immediately. In general this leads to very little performance overhead


         *
         * 

    If the method does not meet the criteria then the class' interfaces are scanned
         * for a matching method. If one is not found, then the class' superclass hierarchy
         * is searched. Finally, if no matching method can be found the original method is
         * returned.


         *
         * @param m a method that may or may not be accessible
         * @return either an accessible version of the same method, or the method passed in if
         *         an accessible version cannot be found
         */
        public static Method findAccessibleMethod(final Method m) {
            // If the passed in method is accessible, then just give it back.
            if (isPublic(m.getModifiers()) && isPublic(m.getDeclaringClass().getModifiers())) return m;
            if (m.isAccessible()) return m;
            final Class clazz    = m.getDeclaringClass();
            final String name    = m.getName();
            final Class[] ptypes = m.getParameterTypes();
            // Else, loop through the interfaces for the declaring class, looking for a
            // public version of the method that we can call
            for (Class iface : clazz.getInterfaces()) {
                try {
                    Method m2 = iface.getMethod(name, ptypes);
                    if (m2.isAccessible()) return m2;
                    if (isPublic(iface.getModifiers()) && isPublic(m2.getModifiers())) return m2;
                }
                catch (NoSuchMethodException nsme) { /* Not Unexpected. */ }
            }
            // Else loop through the superclasses looking for a public method
            Class c = clazz.getSuperclass();
            while (c != null) {
                try {
                    Method m2 = c.getMethod(name, ptypes);
                    if (m2.isAccessible()) return m2;
                    if (isPublic(c.getModifiers()) && isPublic(m2.getModifiers())) return m2;
                }
                catch (NoSuchMethodException nsme) { /* Not Unexpected. */ }
                c = c.getSuperclass();
            }
            // If we haven't found anything at this point, just give up!
            return m;
        }
        /**
         * Looks for an instance (i.e. non-static) public field with the matching name and
         * returns it if one exists.  If no such field exists, returns null.
         *
         * @param clazz the clazz who's fields to examine
         * @param property the name of the property/field to look for
         * @return the Field object or null if no matching field exists
         */
        public static Field getField(Class clazz, String property) {
            try {
                Field field = clazz.getField(property);
                return !Modifier.isStatic(field.getModifiers()) ? field : null;
            }
            catch (NoSuchFieldException nsfe) {
                return null;
            }
        }
        /**
         * Returns an appropriate default value for the class supplied. Mirrors the defaults used
         * when the JVM initializes instance variables.
         *
         * @param clazz the class for which to find the default value
         * @return null for non-primitive types and an appropriate wrapper instance for primitives
         */
        public static Object getDefaultValue(Class clazz) {
            if (clazz.isPrimitive()) {
                return primitiveDefaults.get(clazz);
            }
            else {
                return null;
            }
        }
        
        /**
         * Returns a set of all interfaces implemented by class supplied. This includes all
         * interfaces directly implemented by this class as well as those implemented by
         * superclasses or interface superclasses.
         * 
         * @param clazz
         * @return all interfaces implemented by this class
         */
        public static Set> getImplementedInterfaces(Class clazz)
        {
            Set> interfaces = new HashSet>();
            
            if (clazz.isInterface())
                interfaces.add(clazz);
            while (clazz != null) {
                for (Class iface : clazz.getInterfaces())
                    interfaces.addAll(getImplementedInterfaces(iface));
                clazz = clazz.getSuperclass();
            } 
            return interfaces;
        }
        /**
         * Returns an array of Type objects representing the actual type arguments
         * to targetType used by clazz.
         * 
         * @param clazz the implementing class (or subclass)
         * @param targetType the implemented generic class or interface
         * @return an array of Type objects or null
         */
        public static Type[] getActualTypeArguments(Class clazz, Class targetType) {
            Set> classes = new HashSet>();
            classes.add(clazz);
            if (targetType.isInterface())
                classes.addAll(getImplementedInterfaces(clazz));
            Class superClass = clazz.getSuperclass();
            while (superClass != null) {
                classes.add(superClass);
                superClass = superClass.getSuperclass();
            }
            for (Class search : classes) {
                for (Type type : (targetType.isInterface() ? search.getGenericInterfaces()
                        : new Type[] { search.getGenericSuperclass() })) {
                    if (type instanceof ParameterizedType) {
                        ParameterizedType parameterizedType = (ParameterizedType) type;
                        if (targetType.equals(parameterizedType.getRawType()))
                            return parameterizedType.getActualTypeArguments();
                    }
                }
            }
            return null;
        }
    }