JAVA基础(二十九)——反射之反射机制

一、目录

• 引出反射
• 反射介绍
• 反射相关类
• 反射优缺点
• 反射调优

二、引出反射

假设有这么一个场景： 有一个配置文件，re.properties，里面指定了一个Cat类以及它的info方法，我们需要创建Cat对象，并调用info方法。

classfullpath=com.javareflection.Cat
method=info

用我们已经会的方法来实现这个需求，我们只有直接new这个对象，然后通过对象实例去调用这个方法。

Cat cat = new Cat();
cat.info();

不过我们还可以用反射去调用它：

1. 先去读取re.properties配置文件中的内容。
2. 这样类名和方法名就被读成了字符串，直接用字符串作为类名去new对象肯定是不行的，但是可以用反射利用这个字符串去逐步实例这个类以及调用它的方法。

package com.javareflection;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;

public class UseReflection {
    public static void main(String[] args) throws InstantiationException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, IOException, ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {

        //使用Properties类，可以读写配置文件
        //将类名和方法名都读成字符串
        Properties properties = new Properties();
        properties.load(new FileInputStream("src\\re.properties"));
        String classfullpath = properties.get("classfullpath").toString();
        String methodName = properties.get("method").toString();


        //1. 加载类，返回Class类型的对象cls，这里的Class是反射，C是大写的。
        Class cls = Class.forName(classfullpath);

        //2. 通过cls得到我们加载的类 com.javareflection.Cat 的对象实例
        Object o = cls.newInstance();
        System.out.println("o的运行类型：" + o.getClass());  //运行类型

        //3. 通过cls得到Cat类中的methodname的方法对象
        //即：在反射中，可以把方法视为对象(万物皆对象)
        Method method = cls.getMethod(methodName);

        //4. 通过method调用方法：即通过方法对象来实现调用方法
        //传统方法：对象.方法()     反射机制  方法.invoke(对象)
        method.invoke(o);


    }
}

o的运行类型：class com.javareflection.Cat
The cat's name is Tom

反射在框架中用的很多，即通过外部文件配置，在不修改源码情况下，来控制程序。也符合设计模式的ocp原则(开闭原则：不修改源码，扩容功能)。 这样的话，如果现在的需求变了，不是调用info方法，而是调用cry方法，如果是原始的方式，先new再调用，那么我们就需要修改我们的源码，将cat.info()修改成cat.cry()。但是如果是反射的方式，我们就不需要修改源码了，只需要修改properties配置文件中的method为cry就行。

三、反射介绍

1. 反射机制允许程序在执行期借助于Reflection API取得任何类的内部信息(比如成员变量、构造器、成员方法等)，并能操作对象的属性及方法，反射在设计模式和框架底层都会经常用到。
2. 加载完类之后，在堆中就产生了一个Class类型的对象(这个类的反射就已经在堆中了，并且一个类只有一个Class对象，也就是一个类只有一个反射对象)，这个对象包含了类的完整结构信息。通过这个对象得到类的结构。这个对象就像一面镜子，透过这个镜子看到类的结构，所以，形象的称之为反射。

Java反射机制可以完成：

1. 在运行时判断任意一个对象所属的类。
2. 在运行时构造任意一个类的对象。
3. 在运行时得到任意一个类所具有的成员变量和方法。
4. 在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法。
5. 生成动态代理。

四、反射相关类

1. java.lang.Class：代表一个类，Class对象表示某个类加载后在堆中的对象。
2. java.lang.reflect.Method：代表类的方法。
3. java.lang.reflect.Field：代表类的成员变量。
4. java.lang.reflect.Constructor：代表类的构造方法。

package com.javareflection;

import java.io.FileInputStream;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;

public class UseReflection {
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        //使用Properties类，可以读写配置文件
        //将类名和方法名都读成字符串
        Properties properties = new Properties();
        properties.load(new FileInputStream("src\\re.properties"));
        String classfullpath = properties.get("classfullpath").toString();
        String methodName = properties.get("method").toString();


        //1. 加载类，返回Class类型的对象cls，这里的Class是反射，C是大写的。
        Class cls = Class.forName(classfullpath);

        //2. 通过cls得到我们加载的类 com.javareflection.Cat 的对象实例
        Object o = cls.newInstance();
        System.out.println("o的运行类型：" + o.getClass());  //运行类型

        //3. 通过cls得到Cat类中的methodname的方法对象
        //即：在反射中，可以把方法视为对象(万物皆对象)
        Method method = cls.getMethod(methodName);

        //4. 通过method调用方法：即通过方法对象来实现调用方法
        //传统方法：对象.方法()     反射机制  方法.invoke(对象)
        method.invoke(o);

        //java.lang.reflect.Field 获取成员变量的值
        //只能获取public的成员变量
        Field catname = cls.getField("catname");
        System.out.println(catname.get(o));  //传统方法：对象.成员变量    反射：成员变量对象.get(对象)

        //java.lang.reflect.Constructor 获取构造器
        Constructor constructor = cls.getConstructor(); //()中可指定构造器参数类型，如果是空，那么就返回无参构造器
        System.out.println(constructor);

    }
}

o的运行类型：class com.javareflection.Cat
The cat's name is Tom
Tom
public com.javareflection.Cat()

五、反射优缺点

• 优点：

  可以动态的创建和使用对象(也是框架底层核心)，使用灵活，没有反射机制，框架技术就失去底层支撑。

• 缺点：

  使用反射基本是解释执行，对执行速度有影响。

分别用两种方式调用同一个函数，看看各自的耗时：

package com.javareflection;

import java.lang.reflect.Method;

public class ToCompare {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        CommonUse();
        ReflectUse();
    }

    public static void CommonUse(){
        Cat cat = new Cat();
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i