反射.png

概述

定義

Java反射機(jī)制是在運(yùn)行狀態(tài)中笆制，對(duì)于任意一個(gè)類叫搁，都能夠知道這個(gè)類的所有屬性和方法匈仗；對(duì)于任意一個(gè)對(duì)象，都能夠調(diào)用它的任意方法和屬性悍手。這種動(dòng)態(tài)獲取信息以及動(dòng)態(tài)調(diào)用對(duì)象方法的功能稱為Java語(yǔ)言的反射機(jī)制帘睦。

用途

通過反射，Java 代碼可以發(fā)現(xiàn)有關(guān)已加載類的字段坦康，方法和構(gòu)造函數(shù)的信息竣付，并可以在安全限制內(nèi)對(duì)這些字段，方法和構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行操作滞欠。

很多人都認(rèn)為反射在實(shí)際Java中開發(fā)應(yīng)用中并不廣泛卑笨，其實(shí)不然。當(dāng)我們?cè)谑褂?IDE（如 IDEA/Eclipse）時(shí)仑撞，當(dāng)我們輸入一個(gè)對(duì)象或者類并調(diào)用它的屬性和方法時(shí)赤兴，一按 (“.”)點(diǎn)號(hào)，編譯器就會(huì)自動(dòng)列出她的屬性或方法隧哮，這里就會(huì)用到反射桶良。

反射最重要的用途就是開發(fā)各種通用框架

很多框架（比如 Spring）都是配置化的（比如Spring 通過 XML 配置模式裝載 Bean），為了保證框架的通用性沮翔，他們可能根據(jù)配置文件加載不同的對(duì)象或類陨帆，調(diào)用不同的方法，這個(gè)時(shí)候就必須用到反射——運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)加載需要加載的對(duì)象采蚀。

對(duì)于框架開發(fā)人員來(lái)說(shuō)疲牵，反射作用非常大，它是各種容器實(shí)現(xiàn)的核心榆鼠。而對(duì)于一般的開發(fā)者來(lái)說(shuō)挤庇，不深入框架開發(fā)反射用的就會(huì)少一點(diǎn)群井，不過了解一下框架的底層機(jī)制有助于豐富自己的編程思想锌俱，也是很有益的迎膜。

Java反射框架提供一下功能：

• 在運(yùn)行時(shí)判定任意一個(gè)對(duì)象所屬的類
• 在運(yùn)行時(shí)構(gòu)造任意一個(gè)類的對(duì)象
• 在運(yùn)行時(shí)判定任意一個(gè)類所具有的成員變量和方法
• 在運(yùn)行時(shí)調(diào)用任意一個(gè)對(duì)象的方法

反射的優(yōu)缺點(diǎn)

反射的優(yōu)點(diǎn)

使用反射機(jī)制，代碼可以在運(yùn)行時(shí)裝配神妹，提高了程序的靈活性和擴(kuò)展性颓哮，降低耦合性，提高自適應(yīng)能力鸵荠。它允許程序創(chuàng)建和控制任何類的對(duì)象冕茅，無(wú)需硬編碼目標(biāo)類

反射的缺點(diǎn)

性能問題：使用反射基本上是一種解釋操作，JVM無(wú)法對(duì)這些代碼進(jìn)行優(yōu)化，因此姨伤，反射操作的效率要比那些非反射操作低得多哨坪。反射機(jī)制主要應(yīng)用在對(duì)靈活性和擴(kuò)展性要求很高的系統(tǒng)框架上，對(duì)性能要求高的程序中不建議使用

安全限制：使用反射技術(shù)要求程序必須在一個(gè)沒有安全限制的環(huán)境中運(yùn)行

內(nèi)部暴露：由于反射允許代碼執(zhí)行一些在正常情況下不被允許的操作（比如訪問私有的屬性和方法）姜挺，所以使用反射可能會(huì)導(dǎo)致意料之外的副作用——代碼有功能上的錯(cuò)誤齿税，降低可移植性彼硫。反射代碼破壞了抽象性炊豪，因此當(dāng)平臺(tái)發(fā)生改變的時(shí)候，代碼的行為就有可能也隨著變化拧篮。

反射機(jī)制的相關(guān)類

與Java反射相關(guān)的類如下：

Class類

Class代表類的實(shí)體，在運(yùn)行的Java應(yīng)用程序中表示類和接口串绩。在這個(gè)類中提供了很多有用的方法缺虐，這里對(duì)他們簡(jiǎn)單的分類介紹。

• 獲得類相關(guān)的方法

• 獲得類中屬性相關(guān)的方法

• 獲得類中注解相關(guān)的方法

• 獲得類中構(gòu)造器相關(guān)的方法

• 獲得類中方法相關(guān)的方法

• 類中其他重要的方法

Field類

Field代表類的成員變量（成員變量也稱為類的屬性）。

Method類

Method代表類的方法顷牌。

Constructor類

Constructor代表類的構(gòu)造方法剪芍。

示例

為了演示反射的使用，首先構(gòu)造一個(gè)與書籍相關(guān)的model——Book.java窟蓝，然后了解獲取Class類對(duì)象的三種方法罪裹，最后通過反射方法示例創(chuàng)建對(duì)象、反射私有構(gòu)造方法运挫、反射私有屬性状共、反射私有方法

被反射類Book.java

public class Book{
    private final static String TAG = "BookTag";

    private String name;
    private String author;

    @Override
    public String toString() {
        return "Book{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", author='" + author + '\'' +
                '}';
    }

    public Book() {
    }

    private Book(String name, String author) {
        this.name = name;
        this.author = author;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getAuthor() {
        return author;
    }

    public void setAuthor(String author) {
        this.author = author;
    }

    private String declaredMethod(int index) {
        String string = null;
        switch (index) {
            case 0:
                string = "I am declaredMethod 0 !";
                break;
            case 1:
                string = "I am declaredMethod 1 !";
                break;
            default:
                string = "I am declaredMethod -1 !";
        }

        return string;
    }
}

獲取Class類對(duì)象的三種方法

在反射中，要獲取一個(gè)類或調(diào)用一個(gè)類的方法谁帕，我們首先需要獲取到該類的 Class 對(duì)象峡继。
在 Java API 中，獲取 Class 類對(duì)象的三種方法
方法一：使用 Class.forName 靜態(tài)方法匈挖。當(dāng)你知道該類的全路徑名時(shí)鬓椭，你可以使用該方法獲取 Class 類對(duì)象。但可能拋出 ClassNotFoundException 異常
Class<?> classBook = Class.forName("com.jourwon.reflect.Book");

方法二：這種方法只適合在編譯前就知道操作的 Class关划。直接通過 類名.class 的方式得到小染，該方法最為安全可靠，程序性能更高贮折，這說(shuō)明任何一個(gè)類都有一個(gè)隱含的靜態(tài)成員變量 class
Class clz = Book.class;

方法三：使用類對(duì)象的 getClass() 方法裤翩。
Book book1 = new Book();
Class<? extends Book> book1Class = book1.getClass();

@Test
public void getClz() {
    try {
        // 方法一，使用 Class.forName 靜態(tài)方法
        Class<?> classBook = Class.forName("com.jourwon.reflect.Book");

        // 方法二：直接通過 類名.class 的方式得到
        Class clz = Book.class;

        // 方法三：使用類對(duì)象的 getClass() 方法。
        Book book1 = new Book();
        Class<? extends Book> book1Class = book1.getClass();

        System.out.println(classBook == clz);
        System.out.println(classBook == book1Class);

    } catch (Exception ex) {
        ex.printStackTrace();
    }
}

輸出結(jié)果都是true踊赠，可以知道三種方法獲取到的Class對(duì)象都是同一個(gè)對(duì)象

true
true

反射常用類和方法測(cè)試

public class ReflectClass {

    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(ReflectClass.class);

    // 創(chuàng)建對(duì)象
    @Test
    public void reflectNewInstance() {
        try {
            Class<?> classBook = Class.forName("com.jourwon.reflect.Book");

            Object objectBook = classBook.newInstance();
            Book book = (Book) objectBook;
            book.setName("Java高級(jí)特性-反射-創(chuàng)建對(duì)象");
            book.setAuthor("JourWon");
            log.info(book.toString());

        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }

    // 反射私有的構(gòu)造方法
    @Test
    public void reflectPrivateConstructor() {
        try {
            Class<?> classBook = Class.forName("com.jourwon.reflect.Book");
            Constructor<?> declaredConstructorBook = classBook.getDeclaredConstructor(String.class, String.class);
            // 暴力反射
            declaredConstructorBook.setAccessible(true);
            Object objectBook = declaredConstructorBook.newInstance("Java高級(jí)特性-反射-反射私有的構(gòu)造方法", "JourWon");
            Book book = (Book) objectBook;
            log.info(book.toString());
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }

    // 反射私有屬性
    @Test
    public void reflectPrivateField() {
        try {
            Class<?> classBook = Class.forName("com.jourwon.reflect.Book");
            Object objectBook = classBook.newInstance();
            Field fieldTag = classBook.getDeclaredField("TAG");
            fieldTag.setAccessible(true);
            String tag = (String) fieldTag.get(objectBook);
            log.info(tag);
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }


    // 反射私有方法
    @Test
    public void reflectPrivateMethod() {
        try {
            Class<?> classBook = Class.forName("com.jourwon.reflect.Book");
            Method methodBook = classBook.getDeclaredMethod("declaredMethod", int.class);
            methodBook.setAccessible(true);
            Object objectBook = classBook.newInstance();
            String string = (String) methodBook.invoke(objectBook, 0);

            ReflectClass.

            log.info(string);
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }


}

輸出結(jié)果

[main] INFO com.jourwon.reflect.ReflectClass - Book{name='Java高級(jí)特性-反射-創(chuàng)建對(duì)象', author='JourWon'}

[main] INFO com.jourwon.reflect.ReflectClass - Book{name='Java高級(jí)特性-反射-反射私有的構(gòu)造方法', author='JourWon'}

[main] INFO com.jourwon.reflect.ReflectClass - BookTag

[main] INFO com.jourwon.reflect.ReflectClass - I am declaredMethod 0 ! 

通過反射獲取私有屬性呵扛，方法和構(gòu)造方法時(shí)，需要進(jìn)行暴力反射筐带，設(shè)置setAccessible(true)今穿。否則會(huì)報(bào)錯(cuò)說(shuō)無(wú)法獲取私有屬性，方法和構(gòu)造方法

總結(jié)

本文列舉了反射機(jī)制使用過程中常用的伦籍、重要的一些類及其方法蓝晒，更多信息和用法，反射原理和源碼分析需要近一步的閱讀反射相關(guān)資料帖鸦。

在閱讀Class類文檔時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)特點(diǎn)芝薇，以通過反射獲得Method對(duì)象為例，一般會(huì)提供四種方法作儿，getMethod(parameterTypes)洛二、getMethods()、getDeclaredMethod(parameterTypes)和getDeclaredMethods()攻锰。getMethod(parameterTypes)用來(lái)獲取某個(gè)公有的方法的對(duì)象晾嘶，getMethods()獲得該類所有公有的方法，getDeclaredMethod(parameterTypes)獲得該類某個(gè)方法娶吞，getDeclaredMethods()獲得該類所有方法垒迂。帶有Declared修飾的方法可以反射到私有的方法，沒有Declared修飾的只能用來(lái)反射公有的方法寝志。其他的Annotation娇斑、Field、Constructor也是如此材部。