Java反射知識總結

在不少狀況下，咱們知道如何編寫反射相關類或者方法，可是沒法口述反射是什麼，裏面的機制是什麼，下面我先如淺入深介紹反射。

一、定義

反射 (Reflection) 是 Java 的特徵之一，它容許運行中動態加載Java 程序獲取自身的信息，而且能夠操做類或對象的內部屬性，是一種功能強大且複雜的機制，能夠用在下面四個方面：

• 在運行時分析類的能力
• 在運行時查看對象
• 實現通用的數組操做代碼
• 利用Method對象

上面是正式的反射定義，比較抽象，用個大白話來講，反射就是動態加載類、調用方法和訪問屬性，它不須要事先知道運行對象是誰。反射的重點在運行時而不是編譯時，也就是動態加載。下面咱們先來看下一個簡單的例子

// 普通new
User user = new User();
user.setEmail("xxxx@xxx.com");

// 反射例子
try {
    Class clz = Class.forName("com.fomin.demo.model.User");
    Method method = clz.getMethod("setEmail", String.class);
    Constructor constructor = clz.getConstructor();
    Object object = constructor.newInstance();
    method.invoke(object, "aaa@xx.com");
} catch (ClassNotFoundException | NoSuchMethodException | IllegalAccessException
        | InstantiationException | InvocationTargetException e) {
    e.printStackTrace();
}
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上面須要一個User實例，正常狀況下，咱們只須要new一個實例就行，但咱們也會遇到一些特殊狀況，我不知道初始化的類對象是什麼，沒法使用new進行實例化，這就須要在動態運行時才須要建立一個實例。

二、用法

Java的反射機制的實現要藉助於4個類：Class，Constructor，Field，Method，而且若是須要建立實例，可使用newInstance建立，例如，clz.newInstance或者constructor.newInstance
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• Class：表明的是類對象，反射的核心。在反射中，首先須要獲取到該類的Class對象。有三種實現方式

//使用 Class.forName 靜態方法
Class clz = Class.forName("com.fomin.demo.model.User");

//使用 .class 方法
Class clz = User.class;

//使用類對象的 getClass() 方法
User user = new User();
Class clz = user.getClass();
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• Constructor：類的構造器對象，用來獲取構造函數方法，使用方式有如下幾種：

//獲取指定參數得到public構造函數
Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes);

//根據指定參數獲取public和非public的構造函數
Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes);
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• Field：類的屬性對象

//獲取類的全部聲明字段，但不能獲得其父類的成員變量，包含私有的
Field[] getDeclaredFields()

//獲取指定參數的類的全部聲明字段，但不能獲得其父類的成員變量，包含私有的
Field getDeclaredField(String name)

//獲取類的全部公有聲明字段，但不能獲得其父類的成員變量
Field[] getFields()

//獲取指定參數的類的全部公有聲明字段，但不能獲得其父類的成員變量
Field getField(String name)
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• Method：類的方法對象

//獲取類的全部公用（public）方法，包括其繼承類的公用方法
Method[] getMethods()

//獲取特定的公用（public）方法，第一個參數爲方法名稱，後面的參數爲方法的參數對應Class的對象
Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)

//獲取類或接口聲明的全部方法，包括公共、保護、默認訪問和私有方法，不包括繼承方法
Method[] getDeclaredMethods()

//獲取特定的方法，第一個參數爲方法名稱，後面的參數爲方法的參數對應Class的對象
Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
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**三、**invoke：

屬於Method的一個方法，用來反射執行方法的，包含兩個參數，一個是Object obj表示被調用方法底層所屬對象，Object... args表示調用方法是傳遞的實際參數。 invoke中核心在MethodAccessorImpl，NativeMethodAccessorImpl，DelegatingMethodAccessorImpl這三個類中，其中NativeMethodAccessorImpl和DelegatingMethodAccessorImpl繼承了抽象類MethodAccessorImpl。而且 NativeMethodAccessorImpl 對象交給 DelegatingMethodAccessorImpl 對象代理。 在執行invoke時，首先須要對非重寫方法檢查權限，對非public方法，進行二次檢查checkAccess。

if (!override) {
    if (!Reflection.quickCheckMemberAccess(clazz, modifiers)) {
        Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();
        checkAccess(caller, clazz, obj, modifiers);
    }
}
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獲取當前的MethodAccessor，若是是空的，調用acquireMethodAccessor建立，首先先從root獲取，仍是爲空調用ReflectionFactory.newMethodAccessor建立一個，並設置在root中。

MethodAccessor tmp = null;
if (root != null) tmp = root.getMethodAccessor();
if (tmp != null) {
    methodAccessor = tmp;
} else {
    // Otherwise fabricate one and propagate it up to the root
    tmp = reflectionFactory.newMethodAccessor(this);
    setMethodAccessor(tmp);
}
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最後調用NativeMethodAccessorImpl中的native方法invoke0

public Object invoke(Object var1, Object[] var2) throws IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
    if (++this.numInvocations > ReflectionFactory.inflationThreshold() && !ReflectUtil.isVMAnonymousClass(this.method.getDeclaringClass())) {
        MethodAccessorImpl var3 = (MethodAccessorImpl)(new MethodAccessorGenerator()).generateMethod(this.method.getDeclaringClass(), this.method.getName(), this.method.getParameterTypes(), this.method.getReturnType(), this.method.getExceptionTypes(), this.method.getModifiers());
        this.parent.setDelegate(var3);
    }

    return invoke0(this.method, var1, var2);
}

void setParent(DelegatingMethodAccessorImpl var1) {
    this.parent = var1;
}

private static native Object invoke0(Method var0, Object var1, Object[] var2);
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四、總結

反射使用的地方不少，例如AOP思想就是須要用到發射、模塊化的開發，經過反射去調用對應的字節碼；動態代理設計模式也採用了反射機制， Spring／Hibernate 等框架。 優勢：

• 無需知道對象是什麼，可使用其內部相關的方法、屬性等
• 提升代碼的靈活度，可用於通用模塊開發
• 提升擴展性，下降耦合性，提升自適應能力

缺點：

• 性能消耗大，慢於直接使用類、方法、屬性等性能
• 增長邏輯難度，會帶來維護困難