概述

Java反射就是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意方法和属性；并且能改变它的属性。而这也是Java被视为动态（或准动态，为啥要说是准动态，因为一般而言的动态语言定义是程序运行时，允许改变程序结构或变量类型，这种语言称为动态语言。从这个观点看，Perl，Python，Ruby是动态语言，C++，Java，C#不是动态语言。）语言的一个关键性质。

Java程序中的对象在运行时可以表现为两种类型，即编译时类型和运行时类型。例如 Person p = new Student(); ，这行代码将会生成一个p变量，该变量的编译时类型为Person，运行时类型为Student。

有时，程序在运行时接收到外部传入的一个对象，该对象的编译时类型是Object，但程序又需要调用该对象的运行时类型的方法。这就要求程序需要在运行时发现对象和类的真实信息，而解决这个问题有以下两种做法：

  • 第一种做法是假设在编译时和运行时都完全知道类型的具体信息，在这种情况下，可以先使用instanceof运算符进行判断，再利用强制类型转换将其转换成其运行时类型的变量即可。

  • 第二种做法是编译时根本无法预知该对象和类可能属于哪些类，程序只依靠运行时信息来发现该对象和类的真实信息，这就必须使用反射。

具体来说，通过反射机制，我们可以实现如下的操作：

  • 程序运行时，可以通过反射获得任意一个类的Class对象，并通过这个对象查看这个类的信息；

  • 程序运行时，可以通过反射创建任意一个类的实例，并访问该实例的成员；

  • 程序运行时，可以通过反射机制生成一个类的动态代理类或动态代理对象。

Java反射在实际项目中有哪些应用场景？

Java的反射机制在实际项目中应用广泛，常见的应用场景有：

  • 使用JDBC时，如果要创建数据库的连接，则需要先通过反射机制加载数据库的驱动程序；

  • 多数框架都支持注解/XML配置，从配置中解析出来的类是字符串，需要利用反射机制实例化；

  • 面向切面编程（AOP）的实现方案，是在程序运行时创建目标对象的代理类，这必须由反射机制来实现。

得到Class的三种方式

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//1、通过对象调用 getClass() 方法来获取,通常应用在：比如你传过来一个 Object
//  类型的对象，而我不知道你具体是什么类，用这种方法
　　Person p1 = new Person();
　　Class c1 = p1.getClass();

//2、直接通过 类名.class 的方式得到,该方法最为安全可靠，程序性能更高
//  这说明任何一个类都有一个隐含的静态成员变量 class
　　Class c2 = Person.class;

//3、通过 Class 对象的 forName() 静态方法来获取，用的最多，
//   但可能抛出 ClassNotFoundException 异常
　　Class c3 = Class.forName("com.ys.reflex.Person");

通过 Class 类获取成员变量、成员方法、接口、超类、构造方法等

查阅 API 可以看到 Class 有很多方法：

　　getName()：获得类的完整名字。
　　getFields()：获得类的public类型的属性。
　　getDeclaredFields()：获得类的所有属性。包括private 声明的和继承类
　　getMethods()：获得类的public类型的方法。
　　getDeclaredMethods()：获得类的所有方法。包括private 声明的和继承类
　　getMethod(String name, Class[] parameterTypes)：获得类的特定方法，name参数指定方法的名字，parameterTypes 参数指定方法的参数类型。
　　getConstructors()：获得类的public类型的构造方法。
　　getConstructor(Class[] parameterTypes)：获得类的特定构造方法，parameterTypes 参数指定构造方法的参数类型。
　　newInstance()：通过类的不带参数的构造方法创建这个类的一个对象。
例如：

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//获得类完整的名字
String className = c2.getName();
System.out.println(className);//输出com.ys.reflex.Person

//获得类的public类型的属性。
Field[] fields = c2.getFields();
for(Field field : fields){
   System.out.println(field.getName());//age
}

//获得类的所有属性。包括私有的
Field [] allFields = c2.getDeclaredFields();
for(Field field : allFields){
    System.out.println(field.getName());//name    age
}

//获得类的public类型的方法。这里包括 Object 类的一些方法
Method [] methods = c2.getMethods();
for(Method method : methods){
    System.out.println(method.getName());//work waid equls toString hashCode等
}

//获得类的所有方法。
Method [] allMethods = c2.getDeclaredMethods();
for(Method method : allMethods){
    System.out.println(method.getName());//work say
}

//获得指定的属性
Field f1 = c2.getField("age");
System.out.println(f1);
//获得指定的私有属性
Field f2 = c2.getDeclaredField("name");
//启用和禁用访问安全检查的开关，值为 true，则表示反射的对象在使用时应该取消 java 语言的访问检查；反之不取消
f2.setAccessible(true);
System.out.println(f2);

//创建这个类的一个对象
Object p2 =  c2.newInstance();
//将 p2 对象的  f2 属性赋值为 Bob，f2 属性即为 私有属性 name
f2.set(p2,"Bob");
//使用反射机制可以打破封装性，导致了java对象的属性不安全。
System.out.println(f2.get(p2)); //Bob

//获取构造方法
Constructor [] constructors = c2.getConstructors();
for(Constructor constructor : constructors){
    System.out.println(constructor.toString());//public com.ys.reflex.Person()
}

总结

优点：

  • 反射机制极大的提高了程序的灵活性和扩展性，降低模块的耦合性，提高自身的适应能力。
  • 通过反射机制可以让程序创建和控制任何类的对象，无需提前硬编码目标类。
  • 使用反射机制能够在运行时构造一个类的对象、判断一个类所具有的成员变量和方法、调用一个对象的方法。
  • 反射机制是构建框架技术的基础所在，使用反射可以避免将代码写死在框架中。

缺点：

1、性能问题。
Java反射机制中包含了一些动态类型，所以Java虚拟机不能够对这些动态代码进行优化。因此，反射操作的效率要比正常操作效率低很多。我们应该避免在对性能要求很高的程序或经常被执行的代码中使用反射。而且，如何使用反射决定了性能的高低。如果它作为程序中较少运行的部分，性能将不会成为一个问题。
2、安全限制。
使用反射通常需要程序的运行没有安全方面的限制。如果一个程序对安全性提出要求，则最好不要使用反射。
3、程序健壮性。
反射允许代码执行一些通常不被允许的操作，所以使用反射有可能会导致意想不到的后果。反射代码破坏了Java程序结构的抽象性，所以当程序运行的平台发生变化的时候，由于抽象的逻辑结构不能被识别，代码产生的效果与之前会产生差异。