概述
Java的反射（reflection）机制是在运行状态中，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，既然能拿到，那么我们就可以修改部分类型信息；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射（reflection）机制。
面试问题1：什么是反射？
面试问题2：反射相关的几个类型分别是什么？
面试问题3：反射的优缺点是什么？
面试问题4：你知道的哪些框架当中用到了反射机制？
一、用途
1、在日常的第三方应用开发过程中，经常会遇到某个类的某个成员变量、方法或是属性是私有的或是只对系统应 用开放，这时候就可以利用Java的反射机制通过反射来获取所需的私有成员或是方法 。
2、反射最重要的用途就是开发各种通用框架，比如在spring中，我们将所有的类Bean交给spring容器管理，无论 是XML配置Bean还是注解配置，当我们从容器中获取Bean来依赖注入时，容器会读取配置，而配置中给的就是类 的信息，spring根据这些信息，需要创建那些Bean，spring就动态的创建这些类。
二、反射相关的类
| 类名 | 用途 |
|---|---|
| Class类 | 代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口 |
| Field类 | 代表类的成员变量/类的属性 |
| Method类 | 代表类的方法 |
| Constructor类 | 代表类的构造方法 |
这几个类是反射相关的重要的几个类，童鞋们，要记住哟！
- Class类(反射的入口 )
Class帮助文档：
https://developer.android.google.cn/reference/java/lang/Class
（复制链接到浏览器查看哟）
Class代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口 。
Java文件被编译后，生成了.class文件，JVM此时就要去解读.class文件 ,被编译后的Java文件.class也被JVM解析为一个对象，这个对象就是java.lang.Class .这样当程序在运行时，每个java文件就最终变成了Class类对象的一个实例(老铁们要注意，这个Class对象存放在方法区，不在堆里面的)。我们通过Java的反射机制应用到这个实例，就可以去获得甚至去添加改变这个类的属性和动作，使得这个类成为一个动态的类 。
(重要)常用获得类相关的方法：
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| getClassLoader() | 获得类的加载器 |
| getDeclaredClasses() | 返回一个数组，数组中包含该类中所有类和接口类的对象(包括私有的) |
| forName(String className) | 根据类名返回类的对象 |
| newInstance() | 创建类的实例 |
| getName() | 获得类的完整路径名字 |
- 如何拿到Class对象？
共有3种方式可以获得Class对象：
第一种：使用 Class.forName("类的全路径名"); 静态方法。
前提：已明确类的全路径名。
第二种：使用类名.class方法。
说明：仅适合在编译前就已经明确要操作的 Class。
第三种：使用类对象的 getClass()方法
下面我们来一次介绍，直接上代码：
**
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* Description:
* User: GAOBO
* Date: 2020-02-20
* Time: 15:24
*/
class Student{
//私有属性name
private String name = "bit";
//公有属性age
public int age = 18;
//不带参数的构造方法
public Student(){
System.out.println("Student()");
}
private Student(String name,int age) {
this.name = name;
this.age = age;
System.out.println("Student(String,name)");
}
private void eat(){
System.out.println("i am eat");
}
public void sleep(){
System.out.println("i am pig");
}
private void function(String str) {
System.out.println(str);
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
/*
1.通过getClass获取Class对象
*/
Student s1 = new Student();
Class c1 = s1.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 = Student.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 = null;
try {
//注意这里是类的全路径，如果有包需要加包的路径
c3 = Class.forName("Student");
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
//一个类在 JVM 中只会有一个 Class 实例,即我们对上面获取的
//c1,c2,c3进行 equals 比较，发现都是true
System.out.println(c1.equals(c2));
System.out.println(c1.equals(c3));
System.out.println(c2.equals(c3));
}
}
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
/**
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* Description:
* User: GAOBO
* Date: 2020-02-20
* Time: 16:31
*/
public class ReflectClassDemo {
// 创建对象
public static void reflectNewInstance() {
try {
Class<?> classStudent = Class.forName("Student");
Object objectStudent = classStudent.newInstance();
Student student = (Student) objectStudent;
System.out.println("获得学生对象："+student);
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
// 反射私有的构造方法 屏蔽内容为获得公有的构造方法
public static void reflectPrivateConstructor() {
try {
Class<?> classStudent = Class.forName("Student");
//注意传入对应的参数
Constructor<?> declaredConstructorStudent = classStudent.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
//Constructor<?> declaredConstructorStudent = classStudent.getConstructor();
//设置为true后可修改访问权限
declaredConstructorStudent.setAccessible(true);
Object objectStudent = declaredConstructorStudent.newInstance("高博",15);
//Object objectStudent = declaredConstructorStudent.newInstance();
Student student = (Student) objectStudent;
System.out.println("获得私有构造哈数且修改姓名和年龄："+student);
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
// 反射私有属性
public static void reflectPrivateField() {
try {
Class<?> classStudent = Class.forName("Student");
输出结果：true true true
到这里，我们已经完成了反射的第一步，拿到了Class对象。我们可以看到打印结果，输出都是true.这也印证了，Class对象本身，对于每个类来说，只有一份。且，他是在方法区的。
三、反射过程中其他类及方法的介绍
我们上面讲过，反射就是在运行过程当中，动态的获取类的属性，方法等。那么这些属性和方法获取到了之后，如何接收这些类型呢？我们来介绍一下，剩余的类型吧！
- (重要)常用获得类相关的方法
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| getClassLoader() | 获得类的加载器 |
| getDeclaredClasses() | 返回一个数组，数组中包含该类中所有类和接口类的对象(包括私有的) |
| forName(String className) | 根据类名返回类的对象 |
| newInstance() | 创建类的实例 |
| getName() | 获得类的完整路径名字 |
(重要)常用获得类中属性相关的方法(以下方法返回值为Field相关)
Field相关拓展链接：
https://developer.android.google.cn/reference/java/lang/reflect/Field
（复制链接到浏览器查看哟）
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| getField(String name) | 获得某个公有的属性对象 |
| getFields() | 获得所有公有的属性对象 |
| getDeclaredField(String name) | 获得某个属性对象 |
| getDeclaredFields() | 获得所有属性对象 |
- (了解)获得类中注解相关的方法
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| getAnnotation(Class annotationClass) | 返回该类中与参数类型匹配的公有注解对象 |
| getAnnotations() | 返回该类所有的公有注解对象 |
| getDeclaredAnnotation(Class annotationClass) | 返回该类中与参数类型匹配的所有注解对象 |
| getDeclaredAnnotations() | 返回该类所有的注解对象 |
(重要)获得类中构造器相关的方法（以下方法返回值为Constructor相关）
Constructor相关拓展链接：
https://developer.android.google.cn/reference/java/lang/reflect/Constructor
（复制链接到浏览器查看哟）
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| getConstructor(Class...<?> parameterTypes) | 获得该类中与参数类型匹配的公有构造方法 |
| getConstructors() | 获得该类的所有公有构造方法 |
| getDeclaredConstructor(Class...<?> parameterTypes) | 获得该类中与参数类型匹配的构造方法 |
| getDeclaredConstructors() | 获得该类所有构造方法 |
(重要)获得类中方法相关的方法（以下方法返回值为Method相关）
Method相关拓展链接：
https://developer.android.google.cn/reference/java/lang/reflect/Method
（复制链接到浏览器查看哟）
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| getMethod(String name, Class...<?> parameterTypes) | 获得该类某个公有的方法 |
| getMethods() | 获得该类所有公有的方法 |
| getDeclaredMethod(String name, Class...<?> parameterTypes) | 获得该类某个方法 |
| getDeclaredMethods() | 获得该类所有方法 |
以上我们大概列举出了很多重要的类当中的方法，具体如何使用，我们接下来看看。
接下来我们开始使用反射，我们依旧反射上面的Student类，把反射的逻辑写到另外的类中，以便进行理解。
注意：所有和反射相关的包都在import java.lang.reflect 包下面。
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* Created with IntelliJ IDEA.
* Description:
* User: GAOBO
* Date: 2020-02-20
* Time: 16:31
*/
public class ReflectClassDemo {
// 创建对象
public static void reflectNewInstance() {
try {
Class<?> classStudent = Class.forName("Student");
Object objectStudent = classStudent.newInstance();
Student student = (Student) objectStudent;
System.out.println("获得学生对象："+student);
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
// 反射私有的构造方法 屏蔽内容为获得公有的构造方法
public static void reflectPrivateConstructor() {
try {
Class<?> classStudent = Class.forName("Student");
//注意传入对应的参数
Constructor<?> declaredConstructorStudent = classStudent.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
//Constructor<?> declaredConstructorStudent = classStudent.getConstructor();
//设置为true后可修改访问权限
declaredConstructorStudent.setAccessible(true);
Object objectStudent = declaredConstructorStudent.newInstance("高博",15);
//Object objectStudent = declaredConstructorStudent.newInstance();
Student student = (Student) objectStudent;
System.out.println("获得私有构造哈数且修改姓名和年龄："+student);
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
// 反射私有属性
public static void reflectPrivateField() {
try {
Class<?> classStudent = Class.forName("Student");
Field field = classStudent.getDeclaredField("name");
field.setAccessible(true);
//可以修改该属性的值
Object objectStudent = classStudent.newInstance();
Student student = (Student) objectStudent;
field.set(student,"小明");
String name = (String) field.get(student);
System.out.println("反射私有属性修改了name："+ name);
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
// 反射私有方法
public static void reflectPrivateMethod() {
try {
Class<?> classStudent = Class.forName("Student");
Method methodStudent = classStudent.getDeclaredMethod("function",String.class);
System.out.println("私有方法的方法名为："+methodStudent.getName());
//私有的一般都要加
methodStudent.setAccessible(true);
Object objectStudent = classStudent.newInstance();
Student student = (Student) objectStudent;
methodStudent.invoke(student,"我是给私有的function函数传的参数");
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
//reflectNewInstance();
//reflectPrivateConstructor();
//reflectPrivateField();
reflectPrivateMethod();
}
}
四、反射优点和缺点
优点：
1.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一个方法；
2.增加程序的灵活性和扩展性，降低耦合性，提高自适应能力；
3.反射已经运用在了很多流行框架如：Struts、Hibernate、Spring 等等。
缺点：
1.反射会有效率问题，会降低程序的效率；
2.反射技术绕过了源代码的技术，会带来维护问题。反射代码比相应的直接代码更复杂 。
五、总结
好了，以上就是反射相关的一些重要知识，以及一些简单的应用，在后期学习框架相关的时候，大家就会更好的理解反射了！