浅谈Java的反射原理
Java的编译过程
谈及反射，不得不先了解一下，java的整个编译过程，整体的java编译过程可以参考 之前的一篇 一个java文件被执行的历程
这里我们只针对 对象这一层级来讨论，一个java文件，我们经过编译，会得出 一个 字节码文件（.class），这时候，进入解释阶段，编译器会将这个.class加载进内存中，此时，它首先会生成一个 Class对象。
Class对象与对象形成的过程
Class对象
在java世界里，一切皆对象。从某种意义上来说，java有两种对象：实例对象和Class对象。对于每个类而言，JRE 都为其保留一个不变的 Class 类型的对象。
- Class 对象只能由系统建立对象
- 一个类在 JVM 中只会有一个Class实例
- –每个类的实例都会记得自己是由哪个 Class 实例所生成
class对象包含的信息有：
- 数据成员名
- 内部方法
- 构造方法
- 集成自哪个接口、类
对象的形成过程
我们的实例对象是通过Class对象来创建的。
每一个类都有一个Class对象，每当编译一个新类就产生一个Class对象，基本类型 (boolean, byte, char, short, int, long, float, and double)有Class对象，数组有Class对象，就连关键字void也有Class对象（void.class）。Class对象对应着java.lang.Class类，如果说类是对象抽象和集合的话，那么Class类就是对类的抽象和集合。
Class类没有公共的构造方法，Class对象是在类加载的时候由Java虚拟机以及通过调用类加载器中的 defineClass 方法自动构造的，因此不能显式地声明一个Class对象。
在类加载阶段，类加载器首先检查这个类的Class对象是否已经被加载。如果尚未加载，默认的类加载器就会根据类的全限定名查找.class文件。在这个类的字节码被加载时，它们会接受验证，以确保其没有被破坏，并且不包含不良java代码。一旦某个类的Class对象被载入内存，我们就可以它来创建这个类的所有对象。
反射的本质及应用
上面的基础了解完毕，我们进入今天的主体，何为反射。
所谓反射，官方的定义是： 指计算机程序在运行时（runtime） 可以访问、检测和修改它本身状态或行为的一种能力。通俗说，反射就是程序在运行的时候能够“观察”并且修改自己的行为，是程序对自身的反思、自检、修改。
理解反射，首先得知道它的对立面，“正射”
“正射”
前面说到了Class对象，每个类的运行时的类型信息就是用Class对象表示的。系统会自动创建唯一一个Class对象，它包含了与类有关的信息。此时的java文件（一个类）处于一个中间状态，并不是我们使用的对象，只有当我们使用 “ new Object（）”时，才会在JVM堆中根据这个Class对象来产生真正供我们使用的实例对象。其实也就是上面部分的对象的形成过程。
正射的使用意义是，我事先定义了一个对象的某些东西，然后当我需要的时候，我会通知内存去创建这个对象，然后我事先知道这个对象有什么，所以我会精准的调用它的某个方法，某个成员变量。
用一个我们习以为常的demo来举一下例：
class Human { String name; int age; String nation; Human(String name,int age,String nation) { this.name=name; this.age=age; this.nation=nation; } void changeName(String name){ this.name=name; } }
public class Main { public static void main(String[] args){ Human human=new Human("张三",22,"中国"); human.changeName("李四"); } }
在上面Main类的main方法中，我之所以可以写human.changeName(“张三”) 是因为Human类也是我自己写的，我清楚的知道，human作为Human的实例对象，可以调用changeName方法，如果我手抖写了调用changeNamee方法，我也会立即改回来，因为我知道Human里没有这个方法。假如我不知道Human里有没有一个改名字的方法，即Human类对我来说是不透明的第三方类，我尝试性的在程序中调用了一个newName方法，保存、编译。这时候编译器会通知我，这样写程序是不对的，Human里没有一个叫newName的方法，编译失败。
反射
假如此时我只想使用对象某一个方法，某一个成员变量，而不想用其他的部分，这时候如果用“正射”（走正常的对象创建过程，new一下），就会被迫创建一个完整的该对象（有一说一，有点浪费），此时我可以根据类的全路径+名称，去内存中拿出这个类的Class对象，根据这个Class对象，灵活的去获取这个类片面的信息。这种在运行时访问、修改对象的状态和行为，可以给程序带来极大的灵活性。这便是反射
反射可提供的功能
-
在运行时判断任意一个对象所属的类。
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在运行时构造任意一个类的对象。
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在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。
-
在运行时调用任意一个对象的方法。
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生成动态代理。
详细的API使用，可以查阅java的官方文档。
反射的使用
使用Java注解配合反射可以开发出各种工具、框架。例如，Spring中的注解、工厂模式中创建对象的方式等
这里实现一个用自定义注解 @AutoField 实现为属性赋值。
定义注解@AutoField
@Target({ElementType.FIELD}) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) public @interface AutoField { String value() default ""; }
编写解析类。BeanFactory中的createBean方法通过反射拿到注解 @AutoField的值并赋给对象。
public class BeanFactory { public static <T> T createBean(Class<T> clazz) { T o = null; try { o = clazz.newInstance(); } catch (InstantiationException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (IllegalAccessException e) { throw new RuntimeException(e); } Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields(); for (Field declaredField : declaredFields) { if (declaredField.isAnnotationPresent(AutoField.class)) { AutoField AutoField = declaredField.getAnnotation(AutoField.class); if (!declaredField.isAccessible()) declaredField.setAccessible(true); try { if (declaredField.getType().getSimpleName().equals("String")) declaredField.set(o, AutoField.value()); else if (declaredField.getType().getSimpleName().equals("byte")) declaredField.set(o, Byte.parseByte(AutoField.value())); else if (declaredField.getType().getSimpleName().equals("short")) declaredField.set(o, Short.parseShort(AutoField.value())); else if (declaredField.getType().getSimpleName().equals("int")) declaredField.set(o, Integer.parseInt(AutoField.value())); else if (declaredField.getType().getSimpleName().equals("long")) declaredField.set(o, Long.parseLong(AutoField.value())); else if (declaredField.getType().getSimpleName().equals("float")) declaredField.set(o, Float.parseFloat(AutoField.value())); else if (declaredField.getType().getSimpleName().equals("double")) declaredField.set(o, Double.parseDouble(AutoField.value())); else if (declaredField.getType().getSimpleName().equals("long")) declaredField.set(o, Long.parseLong(AutoField.value())); else if (declaredField.getType().getSimpleName().equals("boolean")) declaredField.set(o, Boolean.parseBoolean(AutoField.value())); else throw new RuntimeException(declaredField.getName() + " of " + clazz.getName() + " is not a value field"); } catch (IllegalAccessException e) { throw new RuntimeException(e); } } } return o; } }
定义实体类
public class Teacher { @AutoField("12223") private int id; @AutoField("Zhang") private String name; @AutoField("20") private int age; @AutoField("false") private boolean isProfessor; @AutoField("G") private String sex; @AutoField("CQU") private String school; public int getId() { return id; } public String getName() { return name; } public int getAge() { return age; } public boolean isProfessor() { return isProfessor; } public String getSex() { return sex; } public String getSchool() { return school; } public void setId(int id) { this.id = id; } public void setName(String name) { this.name = name; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public void setProfessor(boolean professor) { isProfessor = professor; } public void setSex(String sex) { this.sex = sex; } public void setSchool(String school) { this.school = school; } @Override public String toString() { return "Teacher{" + "id=" + id + ", name='" + name + '\'' + ", age=" + age + ", isProfessor=" + isProfessor + ", sex=" + sex + ", school='" + school + '\'' + '}'; } }
测试
public class Main { public static void main(String[] args) { Teacher teacher = BeanFactory.createBean(Teacher.class); System.out.println(teacher); }
