【Java -- 基础】深入探索 -- 反射

前言

在 Java 中，反射机制（Reflection）非常重要，但对于很多开发者来说，这并不容易理解，甚至觉得有点神秘。

1. 简介

• 定义：Java 语言中 一种 动态（运行时）访问、检测 & 修改它本身的能力

• 作用：动态（运行时）获取类的完整结构信息 & 调用对象的方法

2. 特点

2.1 优点 灵活性高。因为反射属于动态编译，即只有到运行时才动态创建 &获取对象实例。

编译方式说明：

1. 静态编译：在编译时确定类型 & 绑定对象。如常见的使用new关键字创建对象
2. 动态编译：运行时确定类型 & 绑定对象。动态编译体现了Java的灵活性、多态特性 & 降低类之间的藕合性

2.2 缺点

• 执行效率低 因为反射的操作 主要通过JVM执行，所以时间成本会 高于 直接执行相同操作

1. 因为接口的通用性，Java的invoke方法是传object和object[]数组的。基本类型参数需要装箱和拆箱，产生大量额外的对象和内存开销，频繁促发GC。
2. 编译器难以对动态调用的代码提前做优化，比如方法内联。
3. 反射需要按名检索类和方法，有一定的时间开销。

• 容易破坏类结构 因为反射操作饶过了源码，容易干扰类原有的内部逻辑

3. 应用场景

• 动态获取 类文件结构信息（如变量、方法等） & 调用对象的方法
• 常用的需求场景有：动态代理、工厂模式优化、Java JDBC数据库操作等

4. 具体使用

4.1 Java 反射机制提供的功能

4.2 Java反射机制的实现除了依靠Java.lang.Class类，还需要依靠：Constructor类、Field类、Method类 4.3 使用步骤 在使用 Java 反射机制时，主要步骤包括：

• 获取目标类型的Class对象
• 通过Class对象分别获取Constructor类对象、Method类对象 &Field类对象
• 通过Constructor类对象、Method类对象 &Field类对象分别获取类的构造函数、方法&属性的具体信息，并进行后续操作

5. 实例

实例1：利用反射获取类的属性 & 赋值

<-- 测试类定义--> public class Student { public Student() { System.out.println("创建了一个Student实例"); } private String name; } <-- 利用反射获取属性 & 赋值 --> // 1. 获取Student类的Class对象 Class studentClass = Student.class; // 2. 通过Class对象创建Student类的对象 Object mStudent = studentClass.newInstance(); // 3. 通过Class对象获取Student类的name属性 Field f = studentClass.getDeclaredField("name"); // 4. 设置私有访问权限 f.setAccessible(true); // 5. 对新创建的Student对象设置name值 f.set(mStudent, "Carson_Ho"); // 6. 获取新创建Student对象的的name属性 & 输出 System.out.println(f.get(mStudent)); 

• 测试结果

实例2：利用反射调用类的构造函数

<-- 测试类定义--> public class Student { // 无参构造函数 public Student() { System.out.println("调用了无参构造函数"); } // 有参构造函数 public Student(String str) { System.out.println("调用了有参构造函数"); } private String name; } <-- 利用反射调用构造函数 --> // 1. 获取Student类的Class对象 Class studentClass studentClass = Student.class; // 2.1 通过Class对象获取Constructor类对象，从而调用无参构造方法 // 注：构造函数的调用实际上是在newInstance()，而不是在getConstructor()中调用 Object mObj1 = studentClass.getConstructor().newInstance(); // 2.2 通过Class对象获取Constructor类对象（传入参数类型），从而调用有参构造方法 Object mObj2 = studentClass.getConstructor(String.class).newInstance("Kevin"); 

• 测试结果

实例3：利用反射调用类对象的方法

<-- 测试类定义--> public class Student { public Student() { System.out.println("创建了一个Student实例"); } // 无参数方法 public void setName1 (){ System.out.println("调用了无参方法：setName1（）"); } // 有参数方法 public void setName2 (String str){ System.out.println("调用了有参方法setName2（String str）:" + str); } } <-- 利用反射调用方法 --> // 1. 获取Student类的Class对象 Class studentClass = Student.class; // 2. 通过Class对象创建Student类的对象 Object mStudent = studentClass.newInstance(); // 3.1 通过Class对象获取方法setName1（）的Method对象:需传入方法名 // 因为该方法 = 无参，所以不需要传入参数 Method msetName1 = studentClass.getMethod("setName1"); // 通过Method对象调用setName1（）：需传入创建的实例 msetName1.invoke(mStudent); // 3.2 通过Class对象获取方法setName2（）的Method对象:需传入方法名 & 参数类型 Method msetName2 = studentClass.getMethod("setName2",String.class); // 通过Method对象调用setName2（）：需传入创建的实例 & 参数值 msetName2.invoke(mStudent,"Kevin"); 

• 测试结果