一、什么是java反射？
在java的面向?qū)ο缶幊踢^(guò)程中付材，通常我們需要先知道一個(gè)Class類朦拖，然后new 類名()方式來(lái)獲取該類的對(duì)象。也就是說(shuō)我們需要在寫代碼的時(shí)候（編譯期或者編譯期之前）就知道我們要實(shí)例化哪一個(gè)類厌衔，運(yùn)行哪一個(gè)方法璧帝，這種通常被稱為「靜態(tài)的類加載」。
但是在有些場(chǎng)景下富寿，我們事先是不知道我們的代碼的具體行為的睬隶。比如，我們定義一個(gè)服務(wù)任務(wù)工作流页徐，每一個(gè)服務(wù)任務(wù)都是對(duì)應(yīng)的一個(gè)類的一個(gè)方法苏潜。
- 服務(wù)任務(wù)B執(zhí)行哪一個(gè)類的哪一個(gè)方法，是由服務(wù)任務(wù)A的執(zhí)行結(jié)果決定的
- 服務(wù)任務(wù)C執(zhí)行哪一個(gè)類的哪一個(gè)方法变勇，是由服務(wù)任務(wù)A和B的執(zhí)行結(jié)果決定的
- 并且用戶不希望服務(wù)任務(wù)的功能在代碼中寫死恤左，希望通過(guò)配置的方式執(zhí)行不同的程序
面對(duì)這個(gè)情況，我們就不能用代碼new 類名()來(lái)實(shí)現(xiàn)了搀绣，因?yàn)槟悴恢烙脩艟唧w要怎么做配置飞袋，這一秒他希望服務(wù)任務(wù)A執(zhí)行Xxxx類的x方法，下一秒他可能希望執(zhí)行Yyyy類的y方法链患。當(dāng)然你也可以說(shuō)提需求嘛授嘀，用戶改一次需求，我改一次代碼锣险。這種方式也能需求蹄皱，但對(duì)于用戶和程序員個(gè)人而言都是痛苦，那么有沒有一種方法「在運(yùn)行期動(dòng)態(tài)的改變程序的調(diào)用行為的方法」呢芯肤？這就是要為大家介紹的“「java反射機(jī)制」”巷折。
那么java的反射機(jī)制能夠做那些事呢？大概是這樣幾種：
-
在程序運(yùn)行期動(dòng)態(tài)的根據(jù)
package名.類名實(shí)例化類對(duì)象 -
在程序運(yùn)行期動(dòng)態(tài)獲取類對(duì)象的信息崖咨，包括對(duì)象的成本變量和方法
-
在程序運(yùn)行期動(dòng)態(tài)使用對(duì)象的成員變量屬性
-
在程序運(yùn)行期動(dòng)態(tài)調(diào)用對(duì)象的方法（私有方法也可以調(diào)用）
二锻拘、Hello World
我們定義一個(gè)類叫做Student
package?com.zimug.java.reflection;
public?class?Student?{
????public?String?nickName;
????private?Integer?age;
????public?void?dinner(){
????????System.out.println("吃晚餐！");
????}
????private?void?sleep(int?minutes){
????????System.out.println("睡"?+?minutes?+?"分鐘");
????}
}如果不用反射的方式击蹲，我相信只要學(xué)過(guò)java的朋友肯定會(huì)調(diào)用dinner方法
Student?student?=?new?Student();
student.dinner();如果是反射的方式我們?cè)撛趺凑{(diào)用呢署拟？
//獲取Student類信息
Class?cls?=?Class.forName("com.zimug.java.reflection.Student");
//對(duì)象實(shí)例化
Object?obj?=?cls.getDeclaredConstructor().newInstance();
//根據(jù)方法名獲取并執(zhí)行方法
Method?dinnerMethod?=?cls.getDeclaredMethod("dinner");
dinnerMethod.invoke(obj);??//打印：吃晚餐歌豺！通過(guò)上面的代碼我們看到推穷，com.zimug.java.reflection.Student類名和dinner方法名是字符串。既然是字符串我們就可以通過(guò)配置文件类咧，或數(shù)據(jù)庫(kù)馒铃、或什么其他的靈活配置方法來(lái)執(zhí)行這段程序了蟹腾。這就是反射最基礎(chǔ)的使用方式。
三区宇、類加載與反射關(guān)系
java的類加載機(jī)制還是挺復(fù)雜的娃殖，我們這里為了不混淆重點(diǎn)，只為大家介紹和“反射”有關(guān)系的一部分內(nèi)容议谷。
java執(zhí)行編譯的時(shí)候?qū)ava文件編譯成字節(jié)碼class文件,類加載器在類加載階段將class文件加載到內(nèi)存炉爆，并實(shí)例化一個(gè)java.lang.Class的對(duì)象。比如：對(duì)于Student類在加載階段
- 在內(nèi)存(方法區(qū)或叫代碼區(qū))中實(shí)例化一個(gè)Class對(duì)象卧晓，注意是Class對(duì)象不是Student對(duì)象
- 一個(gè)Class類（字節(jié)碼文件）對(duì)應(yīng)一個(gè)Class對(duì)象
- 該Class對(duì)象保存了Student類的基礎(chǔ)信息芬首，比如這個(gè)Student類有幾個(gè)字段（Filed）？有幾個(gè)構(gòu)造方法（Constructor）禀崖？有幾個(gè)方法（Method）衩辟？有哪些注解（Annotation）螟炫？等信息波附。
有了上面的關(guān)于Student類的基本信息對(duì)象（java.lang.Class對(duì)象）,在運(yùn)行期就可以根據(jù)這些信息來(lái)實(shí)例化Student類的對(duì)象。
- 在運(yùn)行期你可以直接new一個(gè)Student對(duì)象
- 也可以使用反射的方法構(gòu)造一個(gè)Student對(duì)象
但是無(wú)論你new多少個(gè)Student對(duì)象昼钻，不論你反射構(gòu)建多少個(gè)Student對(duì)象掸屡，保存Student類信息的java.lang.Class對(duì)象都只有一個(gè)。下面的代碼可以證明然评。
Class?cls?=?Class.forName("com.zimug.java.reflection.Student");
Class?cls2?=?new?Student().getClass();
System.out.println(cls?==?cls2);?//比較Class對(duì)象的地址仅财，輸出結(jié)果是true四、操作反射的java類
了解了上面的這些基礎(chǔ)信息碗淌，我們就可以更深入學(xué)習(xí)反射類相關(guān)的類和方法了：
- java.lang.Class: ?代表一個(gè)類
- java.lang.reflect.Constructor: 代表類的構(gòu)造方法
- java.lang.reflect.Method: 代表類的普通方法
- java.lang.reflect.Field: 代表類的成員變量
- Java.lang.reflect.Modifier: ?修飾符盏求，方法的修飾符，成員變量的修飾符亿眠。
- java.lang.annotation.Annotation：在類碎罚、成員變量、構(gòu)造方法纳像、普通方法上都可以加注解
4.1.獲取Class對(duì)象的三種方法
「Class.forName()方法獲取Class對(duì)象」
/**
*?Class.forName方法獲取Class對(duì)象荆烈，這也是反射中最常用的獲取對(duì)象的方法，因?yàn)樽址畟鲄⒃鰪?qiáng)了配置實(shí)現(xiàn)的靈活性*/
Class?cls?=?Class.forName("com.zimug.java.reflection.Student");
「類名.class獲取Class對(duì)象」
/**
*?`類名.class`的方式獲取Class對(duì)象*/
Class?clz?=?User.class;
「類對(duì)象.getClass()方式獲取Class對(duì)象」
/**
*?`類對(duì)象.getClass()`方式獲取Class對(duì)象*/
User?user?=?new?User();
Class?clazz?=?user.getClass();雖然有三種方法可以獲取某個(gè)類的Class對(duì)象竟趾，但是只有第一種可以被稱為“反射”憔购。
4.2.獲取Class類對(duì)象的基本信息
Class?cls?=?Class.forName("com.zimug.java.reflection.Student");
//獲取類的包名+類名
System.out.println(cls.getName());??????????//com.zimug.java.reflection.Student
//獲取類的父類
Class?cls?=?Class.forName("com.zimug.java.reflection.Student");
//這個(gè)類型是不是一個(gè)注解？
System.out.println(cls.isAnnotation());?????//false
//這個(gè)類型是不是一個(gè)枚舉岔帽？
System.out.println(cls.isEnum());??????//false
//這個(gè)類型是不是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型玫鸟？
System.out.println(cls.isPrimitive());?//falseClass類對(duì)象信息中幾乎包括了所有的你想知道的關(guān)于這個(gè)類型定義的信息，更多的方法就不一一列舉了犀勒。還可以通過(guò)下面的方法
- 獲取Class類對(duì)象代表的類實(shí)現(xiàn)了哪些接口：getInterfaces()
- 獲取Class類對(duì)象代表的類使用了哪些注解：getAnnotations()
4.3. 獲得Class對(duì)象的成員變量
結(jié)合上文中的Student類的定義理解下面的代碼
Class?cls?=?Class.forName("com.zimug.java.reflection.Student");
Field[]?fields?=?cls.getFields();
for?(Field?field?:?fields)?{
System.out.println(field.getName());??????//nickName
}
fields?=?cls.getDeclaredFields();
for?(Field?field?:?fields)?{
System.out.println(field.getName());??????//nickName?換行??age
}- getFields()方法獲取類的非私有的成員變量鞋邑，數(shù)組诵次，包含從父類繼承的成員變量
- getDeclaredFields方法獲取所有的成員變量，數(shù)組枚碗，但是不包含從父類繼承而來(lái)的成員變量
4.4.獲取Class對(duì)象的方法
- getMethods() : ?獲取Class對(duì)象代表的類的所有的非私有方法逾一，數(shù)組，「包含從父類繼承而來(lái)的方法」
- getDeclaredMethods() : ?獲取Class對(duì)象代表的類定義的所有的方法肮雨，數(shù)組遵堵，「但是不包含從父類繼承而來(lái)的方法」
- getMethod(methodName): 獲取Class對(duì)象代表的類的指定方法名的非私有方法
- getDeclaredMethod(methodName): 獲取Class對(duì)象代表的類的指定方法名的方法
????????Class?cls?=?Class.forName("com.zimug.java.reflection.Student");
????????Method[]?methods?=?cls.getMethods();
????????System.out.println("Student對(duì)象的非私有方法");
????????for?(Method?m?:?methods)?{
????????????System.out.print(m.getName()?+?",");
????????}
????????System.out.println("??end");
????????Method[]?allMethods?=?cls.getDeclaredMethods();
????????System.out.println("Student對(duì)象的所有方法");
????????for?(Method?m?:?allMethods)?{
????????????System.out.print(m.getName()?+?",");
????????}
????????System.out.println("??end");
????????Method?dinnerMethod?=?cls.getMethod("dinner");
????????System.out.println("dinner方法的參數(shù)個(gè)數(shù)"?+?dinnerMethod.getParameterCount());
????????Method?sleepMethod?=?cls.getDeclaredMethod("sleep",int.class);
????????System.out.println("sleep方法的參數(shù)個(gè)數(shù)"?+?sleepMethod.getParameterCount());
????????System.out.println("sleep方法的參數(shù)對(duì)象數(shù)組"?+?Arrays.toString(sleepMethod.getParameters()));
????????System.out.println("sleep方法的參數(shù)返回值類型"?+?sleepMethod.getReturnType());上面代碼的執(zhí)行結(jié)果如下：
Student對(duì)象的非私有方法
dinner,wait,wait,wait,equals,toString,hashCode,getClass,notify,notifyAll,??end
Student對(duì)象的所有方法
dinner,sleep,??end
dinner方法的參數(shù)個(gè)數(shù)0
sleep方法的參數(shù)個(gè)數(shù)1
sleep方法的參數(shù)對(duì)象數(shù)組[int?arg0]
sleep方法的參數(shù)返回值類型void可以看到getMethods獲取的方法中包含Object父類中定義的方法，但是不包含本類中定義的私有方法sleep怨规。另外我們還可以獲取方法的參數(shù)及返回值信息：
- 獲取參數(shù)相關(guān)的屬性：
- 獲取方法參數(shù)個(gè)數(shù)：getParameterCount()
- 獲取方法參數(shù)數(shù)組對(duì)象：getParameters() 陌宿，返回值是java.lang.reflect.Parameter數(shù)組
- 獲取返回值相關(guān)的屬性
- 獲取方法返回值的數(shù)據(jù)類型：getReturnType()
4.5.方法的調(diào)用
實(shí)際在上文中已經(jīng)演示了方法的調(diào)用，如下invoke調(diào)用dinner方法
Method?dinnerMethod?=?cls.getDeclaredMethod("dinner");
dinnerMethod.invoke(obj);??//打硬ǚ帷：吃晚餐壳坪！dinner方法是無(wú)參的那么有參數(shù)的方法怎么調(diào)用?看看invoke方法定義，第一個(gè)參數(shù)是Method對(duì)象掰烟，無(wú)論后面 Object... args有多少參數(shù)就按照方法定義依次傳參就可以了爽蝴。
public?Object?invoke(Object?obj,?Object...?args)4.6.創(chuàng)建類的對(duì)象(實(shí)例化對(duì)象)
//獲取Student類信息
Class?cls?=?Class.forName("com.zimug.java.reflection.Student");
//對(duì)象實(shí)例化
Student?student?=?(Student)cls.getDeclaredConstructor().newInstance();
//下面的這種方法是已經(jīng)Deprecated了，不建議使用纫骑。但是在比較舊的JDK版本中仍然是唯一的方式蝎亚。
//Student?student?=?(Student)cls.newInstance();五、反射的常用場(chǎng)景
- 通過(guò)配置信息調(diào)用類的方法
- 結(jié)合注解實(shí)現(xiàn)特殊功能
- 按需加載jar包或class
5.1. 通過(guò)配置信息調(diào)用類的方法
將上文的hello world中的代碼封裝一下先馆，你知道類名className和方法名methodName是不是就可以調(diào)用方法了发框？至于你將className和 methodName配置到文件，還是nacos煤墙，還是數(shù)據(jù)庫(kù)梅惯，自己決定吧！
public?void?invokeClassMethod(String?className,String?methodName)?throws?ClassNotFoundException,?
????????????NoSuchMethodException,?
????????????InvocationTargetException,?
????????????InstantiationException,?????????????IllegalAccessException?{
????????//獲取類信息
????????Class?cls?=?Class.forName(className);
????????//對(duì)象實(shí)例化
????????Object?obj?=?cls.getDeclaredConstructor().newInstance();
????????//根據(jù)方法名獲取并執(zhí)行方法
????????Method?dinnerMethod?=?cls.getDeclaredMethod(methodName);
????????dinnerMethod.invoke(obj);
}5.2.結(jié)合注解實(shí)現(xiàn)特殊功能
大家如果學(xué)習(xí)過(guò)mybatis plus都應(yīng)該學(xué)習(xí)過(guò)這樣的一個(gè)注解TableName仿野，這個(gè)注解表示當(dāng)前的實(shí)例類Student對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中的哪一張表铣减。如下問(wèn)代碼所示，Student所示該類對(duì)應(yīng)的是t_student這張表设预。
@TableName("t_student")
public?class?Student?{
????public?String?nickName;
????private?Integer?age;
}下面我們自定義TableName這個(gè)注解
@Target(ElementType.TYPE)??//表示TableName可作用于類徙歼、接口或enum?Class,?或interface
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)?//表示運(yùn)行時(shí)由JVM加載
public?@interface?TableName?{
???????String?value()?;???//則使用@TableName注解的時(shí)候：?@TableName(”t_student”);
}有了這個(gè)注解，我們就可以掃描某個(gè)路徑下的java文件鳖枕，至于類注解的掃描我們就不用自己開發(fā)了魄梯，引入下面的maven坐標(biāo)就可以
<dependency>
????<groupId>org.reflections</groupId>
????<artifactId>reflections</artifactId>
????<version>0.9.10</version>
</dependency>看下面代碼：先掃描包，從包中獲取標(biāo)注了TableName注解的類宾符，再對(duì)該類打印注解value信息
//?要掃描的包
String?packageName?=?"com.zimug.java.reflection";
Reflections?f?=?new?Reflections(packageName);
//?獲取掃描到的標(biāo)記注解的集合
Set<Class<?>>?set?=?f.getTypesAnnotatedWith(TableName.class);
for?(Class<?>?c?:?set)?{
//?循環(huán)獲取標(biāo)記的注解
TableName?annotation?=?c.getAnnotation(TableName.class);
//?打印注解中的內(nèi)容
System.out.println(c.getName()?+?"類酿秸，TableName注解value="?+?annotation.value());輸出結(jié)果是：
com.zimug.java.reflection.Student類，TableName注解value=t_student有的朋友會(huì)問(wèn)這有什么用魏烫？這有大用處了辣苏。有了類定義與數(shù)據(jù)庫(kù)表的對(duì)應(yīng)關(guān)系肝箱，你還能通過(guò)反射獲取類的成員變量，之后你是不是就可以根據(jù)表明t_student和字段名nickName稀蟋，age構(gòu)建增刪改查的SQL了煌张？全都構(gòu)建完畢，是不是就是一個(gè)基礎(chǔ)得Mybatis plus了退客？
反射和注解結(jié)合使用骏融，可以演化出許許多多的應(yīng)用場(chǎng)景，特別是在架構(gòu)優(yōu)化方面萌狂，等待你去發(fā)覺暗挡！！
5.3.按需加載jar包或class
在某些場(chǎng)景下茫藏，我們可能不希望JVM的加載器一次性的把所有的jar包裝載到JVM虛擬機(jī)中误趴，因?yàn)檫@樣會(huì)影響項(xiàng)目的啟動(dòng)和初始化效率，并且占用較多的內(nèi)存务傲。我們希望按需加載凉当，需要用到哪些jar，按照程序動(dòng)態(tài)運(yùn)行的需求取加載這些jar树灶。
//按路徑加載jar包
File?file?=?new?File("D:/com/zimug/commons-lang3.jar");
URL?url?=?file.toURI().toURL();
//創(chuàng)建類加載器
ClassLoader?classLoader?=?new?URLClassLoader(new?URL[]{url});
Class?cls?=?classLoader.loadClass("org.apache.commons.lang3.StringUtils");同樣的把.class文件放在一個(gè)路徑下纤怒，我們也是可以動(dòng)態(tài)加載到的
//java的.class文件所在路徑
File?file?=?new?File("D:/com/zimug");
URL?url?=?file.toURI().toURL();
//創(chuàng)建類加載器
ClassLoader?classLoader?=?new?URLClassLoader(new?URL[]{url});
//加載指定類糯而，package全路徑
Class<?>?cls?=?classLoader.loadClass("com.zimug.java.reflection.Student");類的動(dòng)態(tài)加載能不能讓你想到些什么天通？是不是可以實(shí)現(xiàn)代碼修改，不需要重新啟動(dòng)容器熄驼？對(duì)的像寒，就是這個(gè)原理，因?yàn)橐粋€(gè)類的Class對(duì)象只有一個(gè)瓜贾，所以不管你重新加載多少次诺祸，都是使用最后一次加載的class對(duì)象（上文講過(guò)哦）。
六祭芦、反射的優(yōu)缺點(diǎn)
- 優(yōu)點(diǎn)：自由筷笨，使用靈活，不受類的訪問(wèn)權(quán)限限制龟劲∥赶模可以根據(jù)指定類名、方法名來(lái)實(shí)現(xiàn)方法調(diào)用昌跌，非常適合實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的靈活配置仰禀。
- 缺點(diǎn)：
- 也正因?yàn)榉瓷洳皇茴惖脑L問(wèn)權(quán)限限制，其安全性低蚕愤，很大部分的java安全問(wèn)題都是反射導(dǎo)致的答恶。
- 相對(duì)于正常的對(duì)象的訪問(wèn)調(diào)用饺蚊，反射因?yàn)榇嬖陬惡头椒ǖ膶?shí)例化過(guò)程，性能也相對(duì)較低
- 破壞java類封裝性悬嗓，類的信息隱藏性和邊界被破壞
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