浅谈 Java 内省

作者：京东物流 王国泰

一、什么是内省

• 讲内省，不得不说 Java Bean，Bean 在 Java 中是一种特殊的类，主要用于装载数据，数据会被存储在类的私有属性中，通常具有无参构造函数、可序列化、以及通过 getter 和 setter 方法来访问属性。内省是 Java Beans 规范的一部分，使用 java.beans 包中的类来实现，最常用的类是 Introspector。通过内省，你可以获取一个 Java Bean 的属性描述符（PropertyDescriptor）和方法描述符（MethodDescriptor）

二、内省常用 API

1、相关类

2、Introspector

2.1 核心功能

• 用于获取 Bean 的整体信息，包括属性描述符、方法描述符和事件描述符等

2.2 核心方法

• getBeanInfo

BeanInfo beanInfo = Introspector.getBeanInfo(Vehicle.class);

3、BeanInfo

3.1 核心功能

• 用于提供有关 Bean 的元数据，通常用于描述 Bean 的属性、事件和方法

3.2 核心方法

• getPropertyDescriptors

PropertyDescriptor[] propertyDescriptors = beanInfo.getPropertyDescriptors();

• getMethodDescriptors

MethodDescriptor[] methodDescriptors = beanInfo.getMethodDescriptors();

• getEventSetDescriptors

EventSetDescriptor[] eventSetDescriptors = beanInfo.getEventSetDescriptors();

4、PropertyDescriptor

4.1 核心功能

• 用于描述 Bean 的属性，提供了对属性的详细描述，包括属性的名称、类型、读方法 getter、写方法 setter 等

4.2 核心方法

• getName

PropertyDescriptor namePD = new PropertyDescriptor("name", Vehicle.class);String name = namePD.getName();

• getReadMethod

PropertyDescriptor namePD = new PropertyDescriptor("name", Vehicle.class);Method getter = namePD.getReadMethod();
String methodName = getter.getName();String vehicleName = (String) getter.invoke(new Vehicle());

• getWriteMethod

PropertyDescriptor namePD = new PropertyDescriptor("name", Vehicle.class);Method setter = namePD.getWriteMethod();
String methodName = setter.getName();setter.invoke(new Vehicle(), "JD0001");

5、MethodDescriptor

5.1 核心功能

• 用于描述一个方法的属性，提供了对方法的详细描述，包括方法的名称、参数类型、返回类型等

5.2 核心方法

• getName

MethodDescriptor methodDescriptor = new MethodDescriptor(Vehicle.class.getMethod("setName", String.class));String name = methodDescriptor.getName();

• getMethod

MethodDescriptor methodDescriptor = new MethodDescriptor(Vehicle.class.getMethod("setName", String.class));Method method = methodDescriptor.getMethod();method.invoke(new Vehicle(), "JD0001");

6、EventSetDescriptor

6.1 核心功能

• 用于描述一个 Bean 能够触发的一组事件，提供了有关事件监听器类型、添加和移除监听器的方法以及事件通知方法的信息

6.2 核心方法

• 不常用

三、内省常见使用场景

1、依赖注入

• Spring 使用内省来分析类的构造函数、字段和方法，并自动注入依赖对象，可参考 BeanWrapperImpl，部分源码如下：

@Overridepublic PropertyDescriptor[] getPropertyDescriptors() {  return getCachedIntrospectionResults().getPropertyDescriptors();}

2、对象拷贝

• Spring BeanUtils 使用内省来复制对象的属性，可参考 BeanUtils，部分源码如下：

public static PropertyDescriptor[] getPropertyDescriptors(Class<?> clazz) throws BeansException {  return CachedIntrospectionResults.forClass(clazz).getPropertyDescriptors();}

3、开发工具和 IDE

• 开发工具和集成开发环境（IDE，如 IntelliJ IDEA）使用内省来提供代码补全、重构、调试等功能

四、内省优缺点

1、优点

• 灵活性和可扩展性：允许在运行时动态地获取和操作对象的属性和方法

• 简化开发工作：支持框架和工具的开发，能够自动处理对象的属性和方法

2、缺点

• 性能开销：比直接调用方法或访问字段要慢，而且不当使用可能会导致内存泄漏或增加 GC 压力

• 访问安全：绕过 Java 的访问控制机制，访问私有字段和方法，可能会带来安全隐患，特别是在处理敏感数据时

• 类型安全：通常是基于字符串名称进行的（如方法名、属性名），在编译时无法检查其正确性，容易导致运行时错误

• 可读性和可维护性：代码可读性差，增加调试难度

五、内省与反射的区别

1、用途

• 内省主要用于 Java Bean 的属性操作，适合于标准化的 Bean 操作

• 反射则是更通用的机制，可以操作类的所有成员，包括私有成员

2、实现

• 内省是基于 Java Beans 规范的，使用 java.beans 包

• 反射是 Java 语言的核心特性，使用 java.lang.reflect 包

3、性能

• 内省通常比反射快，主要原因是内省使用了缓存机制，减少了权限检查，并且在设计上针对特定场景进行了优化

相关文献

• JavaBeans API Specification：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/beans/package-summary.html
  

• 《Java 编程思想》（Thinking in Java） - Bruce Eckel

• 《Java 核心技术 卷 I》（Core Java Volume I） - Cay S. Horstmann, Gary Cornell

• 《Java 反射机制详解》（Java Reflection in Action） - Ira R. Forman, Nate Forman