Java - 反射

一、定义

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，既然能拿到嘛，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。

二、用途（了解）

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， 还是注释配置，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，需要创建的那些Bean，spring就动态的常见这些类。

三、反射基本信息

java 程序中许多对象在运行时会出现两种类型：运行时类型（RTTI）和 编译时类型，例如：Person p = new Student()；这句代码中p在编译时的类型为 Person，运行时为 Student。程序需要在运行时发现对象和类的真实信息。而通过使用反射程序就能判断出该对象和类属于哪些类。

四、反射相关的类（重要）

4.1 Class类 （反射机制的起源）

Class帮助文档代表类的实体，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，每个类文件就最终变成了Class类对象的一个实例。
 
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 。

4.1.1 Class类中的相关方法

（重要）常用获得类的相关的方法

（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）

（了解）获得类中注解相关的方法

（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）

（重要）获得类中方法相关的方法（以下方法返回值为Method相关）

4.2 反射示例

4.2.1 获得Class对象的三种方式

在反射之前，我们需要做的第一步就是先拿到当前需要反射的类的Class对象，然后通过Class对象的核心方法，达到反射的目的，即：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。

以下为代码示例：我们首先写了个 Student 类：

第一种：使用 Class.forName("类的全路径名");静态方法 - 常用

public class reflectTest {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> c1 = Class.forName("reflectDemo.Student");
    }
}

这里的接收类型和抛出的异常可以进入到 forName 看下：

第二种：使用.class方法

public class reflectTest {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> c2 = Student.class;
    }
}

第三种：使用类对象的 getClass()方法

public class reflectTest {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Student student = new Student();
        Class<?> c3 = student.getClass();
    }
}

三种方法的测试与比较

1. 三种方法获取到的对象是否是同一个

不管使用哪种方式来获取 Class 对象，此时这个对象只有1个。

4.2.2 反射的使用

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当中进行理解
注意：所有和反射相关的包都在 import java.lang.reflect 包下面。

通过反射获取实例化对象

下面是 newInstance的源码：

通过 newInstance 方法，实例化 类Student，获取该对象的引用后，我们就可以调用Student里面的方法了（但是仅限于具有公共属性的方法）。

代码运行结果：

反射私有的构造方法

下面是 getDeclaredConstructor 的源码：

如果代码中没有加入 constructor.setAccessible(true);则会报下面的错误：

代码的运行结果：

注意：在使用反射访问 私有的 属性/方法 之前，先要把获取 私有的 属性/方法 的权限 打开
.setAccessible(true)** ，要不然无法访问。**

反射私有属性

代码运行结果：

反射私有方法

Student类中的eat方法：


代码运行结果：

五、反射的优点和缺点

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、 使用反射会有效率问题。会导致程序效率降低。参考资料链接
【其实很容易理解，你随便往上翻一个例子，获取属性或者方法都可以，你发现 调用的方法非常多。调用这些方法也是需要时间和空间的 啊！那就很自然的就能联想到会降低程序的效率嘛。】
 
2、 反射技术绕过了源代码的技术，因而会带来维护问题。反射代码比相应的直接代码维护更复杂。

六、总结