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学Java反射，看这篇就够了 | 原力计划

程序人生 2020-10-29

作者 | P6级程序员

责编 | 王晓曼

出品 | CSDN博客

首先学习反射之前，我要提出疑问：

反射是个什么东西？它是用来做什么的？平时的应用场景有哪些？为啥要用它？它有什么优缺点？它的工作原理是什么？我怎么使用它？

这么多的问题，这是在挑衅啊，既然如此，那么我想起来宫本的那句：想挑战的，一个一个来。先解决第一个问题。

此为何物

百度看了看反射的介绍：

超过二秒后，我表示看不下去了，就不能简单点吗？这是给人看的吗？像我这种人，是看不下去的。

我们来一句话定义反射：

反射就是把 Java 类中的各种成分映射成一个个的 Java 对象。

不理解这句话什么意思？没关系，在我百度了几分钟后，找到三种解释：

解释一：一个类有：成员变量、方法、构造方法、包等等信息，利用反射技术可以对一个类进行解剖，把各个组成部分映射成一个个对象。

解释二：说反射先聊聊正射。

反射机制是不知道类是什么样的，它是根据类的类名，去获取一个实例，然后根据方法名去执行方法。好比说，一般情况下画一只老虎，问我得先知道老虎长什么样子才能画出来；有了反射机制，我只要知道“老虎”这个名字就能画出来。

解释三：假如我们有两个程序员，一个程序员在写程序的时候，需要使用第二个程序员所写的类，但第二个程序员并没完成他所写的类。那么第一个程序员的代码能否通过编译呢？这是不能通过编译的。利用Java反射的机制，就可以让第一个程序员在没有得到第二个程序员所写的类的时候，来完成自身代码的编译。

解释四：如果你是方法，快递员是虚拟机。快递员通过地址查地图找你的叫反射调用。直接去找你的叫直接调用。

现在我们基本已经了解什么是反射了，接着需要将第二个问题搞定。

该物用途

接着百度：

用途太多，概念也很多，我需要一句话就可以解释它的作用或者用途：

反射可以赋予jvm动态编译的能力。

看到又出现一个词，动态编译，来我们来唠唠这个词。

Java中编译类型有两种：

静态编译：一次性编译。在编译的时候把你所有的模块都编译进去。
动态编译：按需编译。程序在运行的时候，用到那个模块就编译哪个模块。

如果不理解，那么给个业务场景帮助你理解：比如开发一个阅读器，支持txt，pdf，doc三种格式。我们把读txt，读pdf，读doc定义为三个功能模块。

静态编译：我想看个txt，点击应用程序图标以后，三个功能都加载进来了。在这里，另外两个模块的作用就是占用系统资源。
动态编译：我想看个txt，点击应用程序，判断格式，只加载读txt模块，使用读txt模块。

显然，动态编译1速度快，2节省了系统资源，3利于今后拓展。

那么这个JVM动态编译常用的场景有哪些呢？或者说反射的使用场景（用途）有哪些？此物的用途？

场景一：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。
场景二：当我们在使用IDE(如Eclipse，IDEA)时，当我们输入一个对象或类并想调用它的属性或方法时，一按点号，编译器就会自动列出它的属性或方法，这里就会用到反射。
场景三：反射最重要的用途就是开发各种通用框架。很多框架（比如Spring）都是配置化的（比如通过XML文件配置JavaBean,Action之类的），为了保证框架的通用性，它们可能需要根据配置文件加载不同的对象或类，调用不同的方法。

为啥要用它？它有什么优缺点？

Java的反射机制就是增加程序的灵活性，解耦。反射就是一种机制，可以让你仅知道类的名字的情况下，可以了解整个类的内部的结构，并且访问内部的成员和方法等。

解释：对于大型的软件，一个大公司的各个小组都有自己的分工，去实现不同的模块，那么各个小组之间如何协作就非常关键。例如A小组完成IPolicy接口的实现，而B小组需要使用A的实现，这时候就可以使用反射机制，B小组完全不用知道IPolicy是如何实现的，只需要知道实现后的类名即可，或者说，类名完全保存在一个xml或者属性中，由A小组去填充，这样B小组的代码看上去就和A毫无瓜葛。

因此反射在一般框架中使用较多。因为框架要适用更多的情况。对灵活性要求较高。

优势：

增加程序的灵活性，避免将固有的逻辑程序写死到代码里。
代码简洁，可读性强，可提高代码的复用率。

缺点：

相较直接调用在量大的情景下反射性能下降。
存在一些内部暴露和安全隐患。

针对它的缺点，我们聊聊反射到底慢在哪些地方。

寻找类 Class 字节码的过程
安全管理机制的权限验证等等
若需要调用 native 方法调用时 JNI 接口的使用

反射的工作原理？反射技术的组成部分？

万物皆对象，我们定义的类其实从面向对象的角度来分析，它其实也是一个具体的对象，它是一个描述类的实例。描述这个类中有哪些属性，行为等等内容.。我们可以通过定义类，来描述一组具有相同属性，行为的实例对象。比如我们创建Person 类。

Class Person {
    String ID;
    int age;Seven
    void talk(){

    }
}

我们可以基于这个类创建具体不同身份证号和姓名的 Person 实例(new Person)。每一个实例都具有身份证号，年龄，说话的行为。通过上面的简单案例,我们可以这么理解在Java 语言中Class 的定义，是创建对象的统一模板。

那么我们可以思考这样一个问题，既然不管是 Java 语言默认的类还是我们自定义创建的类都是为了创建具有相同行为属性的对象的模板。

那么每一个类我们在定义的时候，是不是也可以抽取共性的东西，比如，每一个类都有包名，属性定义，行为(方法)，构造器等等。

那么既然每一个类都会具备这样的内容，那么这些类对象实例，应该也可以抽取成一个公有的模板，用于创建类对象实例的模板。所以在java 中，这个类定义的创建模板就是我们 java 语言中的 java.lang.Class 类。在 Class 的模板中，我们也可以找到大家耳熟能详的模板类如Method，Constructor，Field...

深入 Class 内部

通过上面的内容，我们已经了解到我们创建的每一个自定义的Class实例都是基于他的模板类java.lang.Class 类。在大家每一个编写的类实例中，都会定义这个类的包名，类名，访问域，特征符，构造器，字段，函数，父类，接口等等内容。这些内容在我们的 Class 类中都提供了对应的获取方法进行获取。

如何使用？

1、反射-基本信息操作

intmodifier = clazz.getModifiers(); //获取类的修饰符
Packagepackage= clazz.getPackage();//获取类的包名
StringfullClassName = clazz.getName();//获取类的全路径名称
StringsimpleClassName = clazz.getSimpleName();//获取类的简单名称
ClassLoaderclassLoader = clazz.getClassLoader();//获取类的类加载器
Class[]interfacesClasses = clazz.getInterfaces();//获取类实现的接口列表
Classfc= clazz.getSuperclass();//获取类的父类
Annotation[]annotations= clazz.getAnnotations(); //获取类的注解列表

2、反射-字段操作

Field[]fields = clazz.getFields();//获取类中所有的公有字段包含继承
Field[]declaredFields=clazz.getDeclaredFields();//获取类中定义的字段内部
FieldnameField=clazz.getField("name");//获取指定名称的公有字段
FieldlikeDescField=clazz.getDeclaredField("likeDesc");//获取指定名称类中定义的字段
intmodifersFiled = likeDescField.getModifiers();//获取字段的修饰
nameField.setAccessible(true);//指定字段强制访问
nameField.set(person,"小皮皮");//成员字段赋值(需指定对象)
descriptionField.set(null,"没有结婚的都是男孩!");//静态字段赋值

3、反射-方法操作

Method[]methods = clazz.getMethods();//获取类中所有的公有方法继承
Method[]declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();//获取类中定义的方法
MethodtalkMethod = clazz.getMethod("talk", String.class);//获取类中指定名称和参数的公有方法
MethodpugMethod = clazz.getDeclaredMethod("pickUpGirls") //获取类中定义指定名称和参数的方法
intmodifers = pugMethod .getModifiers();//获取方法的修饰符
talkMethod.invoke(boy,"ILOVE SEVEN");//指定对象进行成员方法的调用
pugMethod.setAccessible(true);//指定方法的强制访问
pickUpGirlsMethod.invoke(null);//静态方法的调用

4、反射-构造器操作

Constructor[]cons = clazz.getConstructors();//获取类中所有的公有构造器
Constructor[]cons = clazz.getDeclaredConstructors();//获取类中所有的构造器
ConstructorconNoParam= clazz.getDeclaredConstructor();//获取类中无参的构造器
Constructorcon= clazz.getDeclaredConstructor(String.class,String.class); //获取类中有参构造
intmodifers = con.getModifiers();//获取构造器的修饰符
conNoParam.newInstance();//构造器实例对象
con.setAccessible(true);//指定方法的强制访问
con.newInstance('abc','def');//有参构造调用
class.newInstacne();//class直接调用默认无参构造