Java 在運行時識別對象和類的信息轿衔，主要有兩種方式：一種是傳統(tǒng)的RTTI(Run-Time Type Identification)，它假定在編譯時已經(jīng)知道了所有的類型信息斑匪；另一種是反射機制，它允許在運行時發(fā)現(xiàn)和使用類的信息疤剑。使用的前提條件：必須先得到目標類的字節(jié)碼的 Class蹬癌，Class 類用于表示.class文件(字節(jié)碼)

一、反射的概述

Java 反射機制是在運行狀態(tài)中镀梭，對于任意一個類刀森，都能夠知道這個類的所有屬性和方法；對于任意一個對象报账，都能夠調(diào)用它的任意一個方法和屬性研底。這種動態(tài)獲取信息以及動態(tài)調(diào)用對象的方法的功能稱為 Java 的反射機制。
要想解剖一個類透罢，必須先要獲取到該類的字節(jié)碼文件對象榜晦。而解剖使用的就是 Class 類中的方法。所以先要獲取到每一個字節(jié)碼文件對應的 Class 類型的對象羽圃。反射就是把 Java 類中的各種成分映射成一個個的 Java 對象乾胶。

類的加載過程

二、反射的理解

什么是反射炼幔？反射就是在運行時才知道要操作的類是什么秋茫，并且可以在運行時獲取類的完整構造，并調(diào)用對應的方法乃秀。
一般肛著，使用某個類時必定知道它是什么類圆兵，是用來做什么的。于是直接對這個類進行實例化枢贿，之后使用這個類對象進行操作殉农。如：

Phone phone = new Phone(); //直接初始化「正射」
phone.setPrice(4);

如此進行類對象的初始化，可以理解為「正」局荚。而反射則是一開始并不知道要初始化的類對象是什么超凳，自然也無法使用 new 關鍵字來創(chuàng)建對象了。這時候耀态，使用 JDK 提供的反射 API 進行反射調(diào)用：

Class clz = Class.forName("com.xxp.reflect.Phone");
Method method = clz.getMethod("setPrice", int.class);
Constructor constructor = clz.getConstructor();
Object object = constructor.newInstance();
method.invoke(object, 4);

上面兩段代碼的執(zhí)行結果完全一樣轮傍。但是思路完全不一樣，第一段代碼在未運行時就已經(jīng)確定了要運行的類(Phone)首装，而第二段代碼則是在運行時通過字符串值才得知要運行的類(com.xxp.reflect.Phone)创夜。完整代碼如下：

public class Phone {
    private int price;
    public int getPrice() {
        return price;
    }
    public void setPrice(int price) {
        this.price = price;
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //正常的調(diào)用
        Phone phone = new Phone();
        phone.setPrice(5000);
        System.out.println("Phone Price:" + phone.getPrice());
        //使用反射調(diào)用
        Class clz = Class.forName("com.xxp.api.Phone");
        Method setPriceMethod = clz.getMethod("setPrice", int.class);
        Constructor phoneConstructor = clz.getConstructor();
        Object phoneObj = phoneConstructor.newInstance();
        setPriceMethod.invoke(phoneObj, 6000);
        Method getPriceMethod = clz.getMethod("getPrice");
        System.out.println("Phone Price:" + getPriceMethod.invoke(phoneObj));
    }
}

代碼中使用反射調(diào)用了 setPrice()，并傳遞了 6000 的值仙逻。之后使用反射調(diào)用了 getPrice()驰吓，輸出其價格。輸出結果：

Phone Price:5000
Phone Price:6000

小結：一般使用反射獲取一個對象的步驟：

//獲取類的 Class 對象實例
Class clz = Class.forName("com.xxp.api.Phone");
//根據(jù) Class 對象實例獲取 Constructor 對象
Constructor phoneConstructor = clz.getConstructor();
//使用 Constructor 對象的 newInstance() 獲取反射類對象
Object phoneObj = phoneConstructor.newInstance();

如果要調(diào)用某一個方法桨醋，則需要經(jīng)過下面的步驟：

//獲取方法的 Method 對象
Method setPriceMethod = clz.getMethod("setPrice", int.class);
//利用 invoke 調(diào)用方法
setPriceMethod.invoke(phoneObj, 6000);

三棚瘟、反射的常用API

在 JDK 中，反射相關的 API 可分為：獲取反射的 Class 對象喜最、通過反射創(chuàng)建類對象偎蘸、通過反射獲取類屬性方法及構造器。反射常用 API：

1??獲取反射中的 Class 對象
在反射中瞬内，要獲取一個類或調(diào)用一個類的方法迷雪，首先需要獲取到該類的 Class 對象。在 Java API 中虫蝶，獲取 Class 類對象有三種方法：

1. 【調(diào)用 Class 的 Class.forName 靜態(tài)方法】當知道某類的全路徑名時章咧，可以使用此方法獲取 Class 類對象。用的最多能真，但可能拋出 ClassNotFoundException 異常赁严。

Class c1 = Class.forName(“java.lang.String”);

2. 【調(diào)用運行時類的屬性類名.class】該方法最為安全可靠，程序性能更高粉铐。這說明任何一個類都有一個隱含的靜態(tài)成員變量 class疼约。這種方法只適合在編譯前就知道操作的 Class。

Class c2 = String.class;

3. 【通過運行時類的對象調(diào)用 getClass()】通常應用在：比如傳過來一個 Object 類型的對象蝙泼，而不知道具體是什么類程剥，用這種方法。

String str = new String("Hello");
Class c3 = str.getClass();

4. 【使用類的加載器 ClassLoader】(了解)

ClassLoader classLoader = Phone.class.getClassLoader();
Class c4 = classLoader.loadClass("com.xxp.api.Phone");

注意：一個類在 JVM 中只會有一個 Class 實例汤踏，即對上面獲取的c1织鲸、c2舔腾、c3和c4進行 equals 或者雙等于比較，發(fā)現(xiàn)都是 true搂擦。是單例的稳诚。

2??通過反射創(chuàng)建類對象
通過反射創(chuàng)建類對象主要有兩種方式：通過 Class 對象的 newInstance()、通過 Constructor 對象的 newInstance()盾饮。

1. 通過 Class 對象的 newInstance()采桃。

Class clz = Phone.class;
Phone phone = (Phone)clz.newInstance();

2. 通過 Constructor 對象的 newInstance()

Class clz = Phone.class;
Constructor constructor = clz.getConstructor();
Phone phone= (Phone)constructor.newInstance();

通過 Constructor 對象創(chuàng)建類對象可以選擇特定構造方法，而通過 Class 對象則只能使用默認的無參數(shù)構造方法丘损。下面的代碼就調(diào)用了一個有參數(shù)的構造方法進行了類對象的初始化普办。

Class clz = Phone.class;
Constructor constructor = clz.getConstructor(String.class, int.class);
Phone phone = (Phone)constructor.newInstance("華為",6666);

3??通過反射獲取類屬性、方法徘钥、構造器
通過 Class 對象的 getFields() 可以獲取 Class 類的屬性衔蹲，但無法獲取私有屬性。

Class clz = Phone.class;
Field[] fields = clz.getFields();
for (Field field : fields) {
    System.out.println(field.getName());
}

輸出結果是：
price
而如果使用 Class 對象的 getDeclaredFields() 則可以獲取包括私有屬性在內(nèi)的所有屬性：

Class clz = Phone.class;
Field[] fields = clz.getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
    System.out.println(field.getName());
}

輸出結果是：

name
price

與獲取類屬性一樣呈础，當獲取類方法舆驶、類構造器時，如果要獲取私有方法或私有構造器而钞，則必須使用有 declared 關鍵字的方法沙廉。

附：查閱 API 可以看到 Class 有很多方法：
　　getName()：獲得類的完整名字。
　　getFields()：獲得類的public類型的屬性臼节。
　　getDeclaredFields()：獲得類的所有屬性撬陵。包括private 聲明的和繼承類
　　getMethods()：獲得類的public類型的方法鲫竞。
　　getDeclaredMethods()：獲得類的所有方法擒权。包括private 聲明的和繼承類
　　getMethod(String name, Class[] parameterTypes)：獲得類的特定方法，name參數(shù)指定方法的名字培他，parameterTypes 參數(shù)指定方法的參數(shù)類型粉臊。
　　getConstructors()：獲得類的public類型的構造方法草添。
　　getConstructor(Class[] parameterTypes)：獲得類的特定構造方法，parameterTypes 參數(shù)指定構造方法的參數(shù)類型扼仲。
　　newInstance()：通過類的不帶參數(shù)的構造方法創(chuàng)建這個類的一個對象远寸。

四、反射源碼解析

在 Web 項目中偶爾會遇到下面的異常：

java.lang.NullPointerException 
...
sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
  at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:369)

可以看到異常堆棧指出了異常在 Method 的第 369 的 invoke 方法中屠凶，其實這里指的 invoke 方法就是反射調(diào)用方法中的 invoke驰后。

Method method = clz.getMethod("setPrice", int.class); 
method.invoke(object, 6);   //就是這里的invoke方法

例如經(jīng)常使用的 Spring 配置中，經(jīng)常會有相關 Bean 的配置：

<bean class="com.xxp.Phone"></bean>

當在 XML 文件中配置了上面這段配置之后阅畴，Spring 便會在啟動的時候利用反射去加載對應的 Phone類倡怎。而當 Apple 類不存在或發(fā)生啟發(fā)異常時迅耘，異常堆棧便會將異常指向調(diào)用的 invoke 方法贱枣。由此可知监署，很多框架都使用了反射，而反射中最重要的就是 Method 類的 invoke 方法了纽哥。

五钠乏、反射總結

反射機制允許程序在運行時取得任何一個已知名稱的 class 的內(nèi)部信息，包括包括其 modifiers(修飾符)春塌，fields(屬性)晓避，methods(方法)等，并可于運行時改變 fields 內(nèi)容或調(diào)用 methods只壳。由此便可以更靈活的編寫代碼俏拱，代碼可以在運行時裝配，無需在組件之間進行源代碼鏈接吼句，降低代碼的耦合度锅必；還有動態(tài)代理的實現(xiàn)；JDBC原生代碼注冊驅(qū)動惕艳；hibernate 的實體類搞隐；Spring的AOP 等等。但是凡事都有兩面性远搪，反射使用不當會造成很高的資源消耗劣纲。

六、new對象和反射得到對象的區(qū)別

1. 在使用反射的時候谁鳍，必須確保這個類已經(jīng)加載并已經(jīng)連接了癞季。使用 new 的時候，這個類可以沒有被加載棠耕，也可以已經(jīng)被加載余佛。
2. new 關鍵字可以調(diào)用任何 public 構造方法。反射可以調(diào)用特定構造方法窍荧，甚至私有方法辉巡。
3. new 關鍵字是強類型的，效率相對較高蕊退。 反射是弱類型的郊楣，效率低。
4. 反射提供了一種更加靈活的方式創(chuàng)建對象瓤荔，得到對象的信息净蚤。如 Spring 中 AOP 等的使用，動態(tài)代理的使用输硝，都是基于反射的今瀑。解耦。

七、哪些類型可以有Class對象橘荠？

// 哪些類型可以有Class對象屿附？
// 所有類型的Class
public class ClassDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Class c1 = Object.class;        //類
        Class c2 = Comparable.class;    //接口
        Class c3 = String[].class;      //一維數(shù)組
        Class c4 = int[][].class;       //二維數(shù)組
        Class c5 = Override.class;      //注解
        Class c6 = ElementType.class;   //枚舉
        Class c7 = Integer.class;       //基本數(shù)據(jù)類型
        Class c8 = void.class;          //空類型
        Class c9 = Class.class;         // Class本身
        
        System.out.println(c1);
        System.out.println(c2);
        System.out.println(c3);
        System.out.println(c4);
        System.out.println(c5);
        System.out.println(c6);
        System.out.println(c7);
        System.out.println(c8);
        System.out.println(c9);
        
        //只要元素類型與維度一樣，就是同一個Class
        //同一個元素同一個類只有一個Class對象
        //一個類只有一個Class對象
        int[] a = new int[10];
        int[] b = new int[100];
        System.out.println(a.getClass().hashCode());
        System.out.println(b.getClass().hashCode());
    }
}