Java反射

反射

反射简介

java的反射就是通过Class来在运行时获取类的完整结构信息 & 调用对象的方法。正常情况下，Java类在编译前，就已经被加载到JVM中；而反射机制使得程序运行时还可以动态地去操作类的变量、方法等信息。

反射的本质是当一个类被加载以后，Java虚拟机就会自动产生一个 Class对象。通过这个 Class对象我们就能获得加载到虚拟机当中这个Class对象对应的方法、成员以及构造方法的声明和定义等信息。

优点是灵活在运行时才动态创建&获取，缺点则是效率低，容易破坏类结构（因为绕过了源码容易干扰类原有内部逻辑）。

效率低主要是由以下几个方面造成：

反射调用过程中会产生大量的临时对象，这些对象会占用内存，可能会导致频繁 gc，从而影响性能。

反射调用方法时会从方法数组中遍历查找，并且会检查可见性等操作会耗时。

反射调用时编译器难以对动态调用的代码提前做优化。

反射一般会涉及自动装箱/拆箱和类型转换，都会带来一定的资源开销

反射使用

大致分为以下几个方面：

获取Constructor类对象

 <-- 1. 获取类的构造函数（传入构造函数的参数类型）->>
   // a. 获取指定的构造函数 （公共 / 继承）
   Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)
   // b. 获取所有的构造函数（公共 / 继承） 
   Constructor<?>[] getConstructors(); 
   // c. 获取指定的构造函数 （ 不包括继承）
   Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes) 
   // d. 获取所有的构造函数（ 不包括继承）
   Constructor<?>[] getDeclaredConstructors(); 
 // 最终都是获得一个Constructor类对象
 
 // 特别注意：
   // 1. 不带 "Declared"的方法支持取出包括继承、公有（Public） & 不包括有（Private）的构造函数
   // 2. 带 "Declared"的方法是支持取出包括公共（Public）、保护（Protected）、默认（包）访问和私有（Private）的构造方法，但不包括继承的构造函数
   // 下面同理

获取Method类对象

<--  2. 获取类的属性（传入属性名） -->
  // a. 获取指定的属性（公共 / 继承）
   Field getField(String name) ;
  // b. 获取所有的属性（公共 / 继承）
   Field[] getFields() ;
  // c. 获取指定的所有属性 （不包括继承）
   Field getDeclaredField(String name) ；
  // d. 获取所有的所有属性 （不包括继承）
   Field[] getDeclaredFields() ；
// 最终都是获得一个Field类对象

获取Field类对象

<-- 3. 获取类的方法（传入方法名 & 参数类型）-->
  // a. 获取指定的方法（公共 / 继承）
    Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes) ；
  // b. 获取所有的方法（公共 / 继承）
   Method[] getMethods() ；
  // c. 获取指定的方法 （ 不包括继承）
   Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes) ；
  // d. 获取所有的方法（ 不包括继承）
   Method[] getDeclaredMethods() ；
// 最终都是获得一个Method类对象

其他常用方法

getSuperclass(); 
// 返回父类

String getName(); 
// 作用：返回完整的类名（含包名，如java.lang.String ） 
 
Object newInstance();

总结来说分为带 "Declared"和不带 "Declared"，不带Declared的方法只能获取公有属性以及从父类继承的，带Declared的则只能访问自己定义的属性（但是可以获取私有属性）。还有可以根据是否提供参数分类，带参数的方法一般是根据参数匹配符合的属性，不带参数的获取方法会返回所有符合的属性。

当获取到Constructor、Method、Field之后我们可以根据获取的对象做进一步的获取信息或操作

<-- 1. 通过Constructor 类对象获取类构造函数信息 -->
  String getName()；// 获取构造器名
  Class getDeclaringClass()；// 获取一个用于描述类中定义的构造器的Class对象
  int getModifiers()；// 返回整型数值，用不同的位开关描述访问修饰符的使用状况
  Class[] getExceptionTypes()；// 获取描述方法抛出的异常类型的Class对象数组
  Class[] getParameterTypes()；// 获取一个用于描述参数类型的Class对象数组

<-- 2. 通过Field类对象获取类属性信息 -->
  String getName()；// 返回属性的名称
  Class getDeclaringClass()； // 获取属性类型的Class类型对象
  Class getType()；// 获取属性类型的Class类型对象
  int getModifiers()； // 返回整型数值，用不同的位开关描述访问修饰符的使用状况
  Object get(Object obj) ；// 返回指定对象上 此属性的值
  void set(Object obj, Object value) // 设置 指定对象上此属性的值为value
 
<-- 3. 通过Method 类对象获取类方法信息 -->
  String getName()；// 获取方法名
  Class getDeclaringClass()；// 获取方法的Class对象 
  int getModifiers()；// 返回整型数值，用不同的位开关描述访问修饰符的使用状况
  Class[] getExceptionTypes()；// 获取用于描述方法抛出的异常类型的Class对象数组
  Class[] getParameterTypes()；// 获取一个用于描述参数类型的Class对象数组

<--额外：java.lang.reflect.Modifier类 -->
// 作用：获取访问修饰符

static String toString(int modifiers)   
// 获取对应modifiers位设置的修饰符的字符串表示

static boolean isXXX(int modifiers) 
// 检测方法名中对应的修饰符在modifiers中的值

数组与枚举的反射

//创建元素类型、元素长度指定的数组
public static Object newInstance(Class<?> componentType, int length)
//创建多维度的数组，dimensions可连续传递多个，分别代表不同维度
public static Object newInstance(Class<?> componentType, int... dimensions)
//获取指定数组的对应索引的值
public static native Object get(Object array, int index)
//赋值给指定数组的对应索引下的值
public static native void set(Object array, int index, Object value)
//获取数组长度
public static native int getLength(Object array)


//获取当前枚举类型Class的所有定义的枚举常量
public T[] getEnumConstants()

String[] strArr = new String[10];
int[][] twoDimArr = new int[3][2];
int[] oneDimArr = new int[10];
Class<? extends String[]> strArrCls = strArr.getClass();
Class<? extends int[][]> twoDimArrCls = twoDimArr.getClass();
Class<? extends int[]> oneDimArrCls = oneDimArr.getClass();

获取基本数据类型的Class

//基本类型的class即为对应的包装类型
Class<Integer> intCls = int.class;
Class<Byte> byteCls = byte.class;
Class<Character> charCls = char.class;
Class<Double> doubleCls = double.class;
//void也是一种特殊的类型，返回的也是对应的包装类Void
Class<Void> voidCls = void.class;