反射是什么

Posted 2021-05-20 好多个码农

一、什么是反射

    在程序运行状态中，对于任意一个类或对象，都能够获取到这个类的所有属性和方法（包括私有属性和方法），这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能就称为反射机制。简单来讲，通过反射，类对我们是完全透明的，想要获取任何东西都可以。一句话定义反射：反射就是把java类（成员变量、方法、构造方法、包等等信息）中的各种成分映射成一个个的Java对象。

二、反射的用途

    1.当我们输入一个对象或者类，并想调用他的属性和方法是，一按点号，编译器就会自动列出他的属性或者方法，这里就是用到反射。

    2.通过反射机制访问java对象的属性，方法，构造方法等

    反射最重要的用途就是开发各种通用框架。比如很多框架（Spring）都是配置化的（比如通过XML文件配置Bean），为了保证框架的通用性，他们可能需要根据配置文件加载不同的类或者对象，调用不同的方法，这个时候就必须使用到反射了，运行时动态加载需要的加载的对象。反射可以赋予jvm动态编译的能力

三、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。
1、优点：在运行时获得类的各种内容，进行反编译，对于Java这种先编译再运行的语言，能够让我们很方便的创建灵活的代码，这些代码可以在运行时装配，无需在组件之间进行源代码的链接，更加容易实现面向对象。

2、缺点：（1）反射会消耗一定的系统资源，因此，如果不需要动态地创建一个对象，那么就不需要用反射；

（2）反射调用方法时可以忽略权限检查，因此可能会破坏封装性而导致安全问题。

（3）相较直接调用在量大的情景下反射性能下降

Java代码在计算机中所经历的三个阶段：

    Source源代码阶段：.java被编译成*.class字节码文件。
    Class类对象阶段：.class字节码文件被类加载器加载进内存，并将其封装成Class对象（用于在内存中描述字节码文件），Class对象将原字节码文件中的成员变量抽取出来封装成数组Field[],将原字节码文件中的构造方法抽取出来封装成数组Construction[]，将成员方法封装成数组Method[]。
    RunTime运行时阶段：使用new创建对象的过程。

四、反射机制常用的类：

Java.lang.Class;

Java.lang.reflect.Constructor;

Java.lang.reflect.Field;

Java.lang.reflect.Method;

Java.lang.reflect.Modifier;
五、获取Class对象三种方式

    【Source源代码阶段】 Class.forName(“全类名”)：将字节码文件加载进内存，返回Class对象；多用于配置文件，将类名定义在配置文件中，通过读取配置文件加载类。
    【Class类对象阶段】 类名.class：通过类名的属性class获取；多用于参数的传递
    【Runtime运行时阶段】对象.getClass()：此方法是定义在Objec类中的方法，因此所有的类都会继承此方法。 多用于对象获取字节码的方式

     
     
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            //第一种方式获取Class对象  
            Student stu1 = new Student();//这一new 产生一个Student对象，一个Class对象。
            Class stuClass = stu1.getClass();//获取Class对象
            System.out.println(stuClass.getName());
            
            //第二种方式获取Class对象
            Class stuClass2 = Student.class;
            System.out.println(stuClass == stuClass2);//判断第一种方式获取的Class对象和第二种方式获取的是否是同一个
            
            //第三种方式获取Class对象
            try {
                Class stuClass3 = Class.forName("fanshe.Student");//注意此字符串必须是真实路径，就是带包名的类路径，包名.类名
                System.out.println(stuClass3 == stuClass2);//判断三种方式是否获取的是同一个Class对象
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            
        }
    }

 运行结果：一个类，只有一个Class对象产生，所以打印结果都是true；

六、 Class对象的功能

6.1、判断是否为某个类的示例：

一般的，我们使用instanceof 关键字来判断是否为某个类的实例。同时我们也可以借助反射中Class对象的isInstance()方法来判断时候为某个类的实例，他是一个native方法。

public native boolean isInstance(Object obj);

6.2、创建实例：通过反射来生成对象主要有两种方法：

（1）使用Class对象的newInstance()方法来创建Class对象对应类的实例。

        Class<?> c = String.class;
        Object str = c.newInstance();

（2）先通过Class对象获取指定的Constructor对象，再调用Constructor对象的newInstance()方法来创建对象，这种方法可以用指定的构造器构造类的实例。

        //获取String的Class对象
        Class<?> str = String.class;
        //通过Class对象获取指定的Constructor构造器对象
        Constructor constructor=c.getConstructor(String.class);
        //根据构造器创建实例：
        Object obj = constructor.newInstance(“hello reflection”);

6.3、通过反射获取构造方法并使用：

    （1）批量获取的方法：
    public Constructor[] getConstructors()：所有"公有的"构造方法
    public Constructor[] getDeclaredConstructors()：获取所有的构造方法(包括私有、受保护、默认、公有)

    （2）单个获取的方法，并调用：
    public Constructor getConstructor(Class... parameterTypes):获取单个的"公有的"构造方法：
    public Constructor getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes):获取"某个构造方法"可以是私有的，或受保护、默认、公有；

    （3） 调用构造方法：

    Constructor-->newInstance(Object... initargs)

6.4、获取成员变量并调用：

    1.批量获取的：
              1).Field[] getFields():获取所有的"公有字段"
              2).Field[] getDeclaredFields():获取所有字段，包括：私有、受保护、默认、公有；
      2.获取单个的：
              1).public Field getField(String fieldName):获取某个"公有的"字段；
              2).public Field getDeclaredField(String fieldName):获取某个字段(可以是私有的)
           设置字段的值：
              Field --> public void set(Object obj,Object value):
                          参数说明：
                          1.obj:要设置的字段所在的对象；
                         2.value:要为字段设置的值；

6.5、获取成员方法并调用：

    1.批量的：
              public Method[] getMethods():获取所有"公有方法"；（包含了父类的方法也包含Object类）
            public Method[] getDeclaredMethods():获取所有的成员方法，包括私有的(不包括继承的)
      2.获取单个的：
              public Method getMethod(String name,Class<?>... parameterTypes):
                         参数：
                              name : 方法名；
                             Class ... : 形参的Class类型对象
              public Method getDeclaredMethod(String name,Class<?>... parameterTypes)
     
           调用方法：
              Method --> public Object invoke(Object obj,Object... args):
                          参数说明：
                          obj : 要调用方法的对象；
                          args:调用方式时所传递的实参；