你真的了解反射机制么？

比眉伴天荒 2022-11-13 11:18 224阅读 0赞

## 何为反射？ ##

如果说大家研究过框架的底层原理或者咱们自己写过框架的话，一定对反射这个概念不陌生。  
  反射之所以被称为框架的灵魂，主要是因为它赋予了我们在运行时分析类以及执行类中方法的能力。  
  通过反射你可以获取任意一个类的所有属性和方法，你还可以调用这些方法和属性。

## 反射的应用场景了解么？ ##

像咱们平时大部分时候都是在写业务代码，很少会接触到直接使用反射机制的场景。  
  但是，这并不代表反射没有用。相反，正是因为反射，你才能这么轻松地使用各种框架。像 Spring/Spring Boot、MyBatis 等等框架中都大量使用了反射机制。  
  这些框架中也大量使用了动态代理，而动态代理的实现也依赖反射。  
  比如下面是通过 JDK 实现动态代理的示例代码，其中就使用了反射类 Method 来调用指定的方法。

public class DebugInvocationHandler implements InvocationHandler { 
        /** * 代理类中的真实对象 */
        private final Object target;
    
        public DebugInvocationHandler(Object target) { 
            this.target = target;
        }
    
    
        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws InvocationTargetException, IllegalAccessException { 
            System.out.println("before method " + method.getName());
            Object result = method.invoke(target, args);
            System.out.println("after method " + method.getName());
            return result;
        }
    }

另外，像 Java 中的一大利器 **注解** 的实现也用到了反射。  
  为什么你使用 Spring 的时候 ，一个 @Component 注解就声明了一个类为 Spring Bean 呢？为什么你通过一个 @Value 注解就读取到配置文件中的值呢？究竟是怎么起作用的呢？  
  这些都是因为你可以基于反射分析类，然后获取到类/属性/方法/方法的参数上的注解。你获取到注解之后，就可以做进一步的处理。

## 谈谈反射机制的优缺点 ##

**优点:** 可以让咱们的代码更加灵活、为各种框架提供开箱即用的功能提供了便利  
  **缺点:** 让我们在运行时有了分析操作类的能力，这同样也增加了安全问题。比如可以无视泛型参数的安全检查（泛型参数的安全检查发生在编译时）。另外，反射的性能也要稍差点，不过，对于框架来说实际是影响不大的。相关阅读：[Java Reflection: Why is it so slow?][Java Reflection_ Why is it so slow]

## 反射实战 ##

###### 获取 Class 对象的四种方式 ######

如果我们动态获取到这些信息，我们需要依靠 Class 对象。Class 类对象将一个类的方法、变量等信息告诉运行的程序。Java 提供了四种方式获取 Class 对象:  
  **1.知道具体类的情况下可以使用：**

Class alunbarClass = TargetObject.class;

但是我们一般是不知道具体类的，基本都是通过遍历包下面的类来获取 Class 对象，通过此方式获取 Class 对象不会进行初始化  
  **2.通过 Class.forName() 传入类的路径获取：**

Class alunbarClass1 = Class.forName("cn.javaguide.TargetObject");

**3.通过对象实例 instance.getClass() 获取：**

TargetObject o = new TargetObject();
    Class alunbarClass2 = o.getClass();

**4.通过类加载器xxxClassLoader.loadClass()传入类路径获取:**

class clazz = ClassLoader.LoadClass("cn.javaguide.TargetObject");

通过类加载器获取 Class 对象不会进行初始化，意味着不进行包括初始化等一些列步骤，静态块和静态对象不会得到执行

###### 反射的一些基本操作 ######

**简单用代码演示一下反射的一些操作!**  
  1.创建一个我们要使用反射操作的类 TargetObject。

package cn.javaguide;
    
    public class TargetObject { 
        private String value;
    
        public TargetObject() { 
            value = "JavaGuide";
        }
    
        public void publicMethod(String s) { 
            System.out.println("I love " + s);
        }
    
        private void privateMethod() { 
            System.out.println("value is " + value);
        }
    }

2.使用反射操作这个类的方法以及参数

package cn.javaguide;
    
    import java.lang.reflect.Field;
    import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
    import java.lang.reflect.Method;
    
    public class Main { 
        public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException { 
            /** * 获取TargetObject类的Class对象并且创建TargetObject类实例 */
            Class<?> tagetClass = Class.forName("cn.javaguide.TargetObject");
            TargetObject targetObject = (TargetObject) tagetClass.newInstance();
            /** * 获取所有类中所有定义的方法 */
            Method[] methods = tagetClass.getDeclaredMethods();
            for (Method method : methods) { 
                System.out.println(method.getName());
            }
            /** * 获取指定方法并调用 */
            Method publicMethod = tagetClass.getDeclaredMethod("publicMethod",
                    String.class);
    
            publicMethod.invoke(targetObject, "JavaGuide");
            /** * 获取指定参数并对参数进行修改 */
            Field field = tagetClass.getDeclaredField("value");
            //为了对类中的参数进行修改我们取消安全检查
            field.setAccessible(true);
            field.set(targetObject, "JavaGuide");
            /** * 调用 private 方法 */
            Method privateMethod = tagetClass.getDeclaredMethod("privateMethod");
            //为了调用private方法我们取消安全检查
            privateMethod.setAccessible(true);
            privateMethod.invoke(targetObject);
        }
    }

输出内容：

publicMethod
    privateMethod
    I love JavaGuide
    value is JavaGuide

**注意 :** 有读者提到上面代码运行会抛出 ClassNotFoundException 异常,具体原因是你没有下面把这段代码的包名替换成自己创建的 TargetObject 所在的包 。

Class<?> tagetClass = Class.forName("cn.javaguide.TargetObject");

## 补充 ##

> 本文转自：[反射机制][Link 1]

[Java Reflection_ Why is it so slow]: https://stackoverflow.com/questions/1392351/java-reflection-why-is-it-so-slow
[Link 1]: https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/master/docs/java/basis/%E5%8F%8D%E5%B0%84%E6%9C%BA%E5%88%B6.md#%E5%8F%8D%E5%B0%84%E5%AE%9E%E6%88%98