Java 反射 (1)，java 架构师薪资

• 总结
  

概述

定义

Java 反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意方法和属性。这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为 Java 语言的反射机制。

用途

通过反射，Java 代码可以发现有关已加载类的字段，方法和构造函数的信息，并可以在安全限制内对这些字段，方法和构造函数进行操作。

很多人都认为反射在实际 Java 中开发应用中并不广泛，其实不然。当我们在使用 IDE（如 IDEA/Eclipse）时，当我们输入一个对象或者类并调用它的属性和方法时，一按 (“.”)点号，编译器就会自动列出她的属性或方法，这里就会用到反射。

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 Spring 通过 XML 配置模式装载 Bean），为了保证框架的通用性，他们可能根据配置文件加载不同的对象或类，调用不同的方法，这个时候就必须用到反射——运行时动态加载需要加载的对象。

对于框架开发人员来说，反射作用非常大，它是各种容器实现的核心。而对于一般的开发者来说，不深入框架开发反射用的就会少一点，不过了解一下框架的底层机制有助于丰富自己的编程思想，也是很有益的。

Java 反射框架提供一下功能：

• 在运行时判定任意一个对象所属的类

• 在运行时构造任意一个类的对象

• 在运行时判定任意一个类所具有的成员变量和方法

• 在运行时调用任意一个对象的方法

反射的优缺点

反射的优点

使用反射机制，代码可以在运行时装配，提高了程序的灵活性和扩展性，降低耦合性，提高自适应能力。它允许程序创建和控制任何类的对象，无需硬编码目标类

反射的缺点

性能问题：使用反射基本上是一种解释操作，JVM 无法对这些代码进行优化，因此，反射操作的效率要比那些非反射操作低得多。反射机制主要应用在对灵活性和扩展性要求很高的系统框架上，对性能要求高的程序中不建议使用

安全限制：使用反射技术要求程序必须在一个没有安全限制的环境中运行

内部暴露：由于反射允许代码执行一些在正常情况下不被允许的操作（比如访问私有的属性和方法），所以使用反射可能会导致意料之外的副作用——代码有功能上的错误，降低可移植性。反射代码破坏了抽象性，因此当平台发生改变的时候，代码的行为就有可能也随着变化。

反射机制的相关类

与 Java 反射相关的类如下：

| 类名 | 用途 |

| --- | --- |

| Class 类 | 代表类的实体，在运行的 Java 应用程序中表示类和接口 |

| Field 类 | 代表类的成员变量（成员变量也称为类的属性） |

| Method 类 | 代表类的方法 |

| Constructor 类 | 代表类的构造方法 |

Class 类

Class 代表类的实体，在运行的 Java 应用程序中表示类和接口。在这个类中提供了很多有用的方法，这里对他们简单的分类介绍。

• 获得类相关的方法

| 方法 | 用途 |

| --- | --- |

| asSubclass(Class clazz) | 把传递的类的对象转换成代表其子类的对象 |

| Cast | 把对象转换成代表类或是接口的对象 |

| getClassLoader() | 获得类的加载器 |

| getClasses() | 返回一个数组，数组中包含该类中所有公共类和接口类的对象 |

| getDeclaredClasses() | 返回一个数组，数组中包含该类中所有类和接口类的对象 |

| forName(String className) | 根据类名返回类的对象 |

| getName() | 获得类的完整路径名字 |

| newInstance() | 创建类的实例 |

| getPackage() | 获得类的包 |

| getSimpleName() | 获得类的名字 |

| getSuperclass() | 获得当前类继承的父类的名字 |

| getInterfaces() | 获得当前类实现的类或是接口 |

• 获得类中属性相关的方法

| 方法 | 用途 |

| --- | --- |

| getField(String name) | 获得某个公有的属性对象 |

| getFields() | 获得所有公有的属性对象 |

| getDeclaredField(String name) | 获得某个属性对象 |

| getDeclaredFields() | 获得所有属性对象 |

• 获得类中注解相关的方法

| 方法 | 用途 |

| --- | --- |

| getAnnotation(Class annotationClass) | 返回该类中与参数类型匹配的公有注解对象 |

| getAnnotations() | 返回该类所有的公有注解对象 |

| getDeclaredAnnotation(Class annotationClass) | 返回该类中与参数类型匹配的所有注解对象 |

| getDeclaredAnnotations() | 返回该类所有的注解对象 |

• 获得类中构造器相关的方法

| 方法 | 用途 |

| --- | --- |

| getConstructor(Class…<?> parameterTypes) | 获得该类中与参数类型匹配的公有构造方法 |

| getConstructors() | 获得该类的所有公有构造方法 |

| getDeclaredConstructor(Class…<?> parameterTypes) | 获得该类中与参数类型匹配的构造方法 |

| getDeclaredConstructors() | 获得该类所有构造方法 |

• 获得类中方法相关的方法

| 方法 | 用途 |

| --- | --- |

| getMethod(String name, Class…<?> parameterTypes) | 获得该类某个公有的方法 |

| getMethods() | 获得该类所有公有的方法 |

| getDeclaredMethod(String name, Class…<?> parameterTypes) | 获得该类某个方法 |

| getDeclaredMethods() | 获得该类所有方法 |

• 类中其他重要的方法

| 方法 | 用途 |

| --- | --- |

| isAnnotation() | 如果是注解类型则返回 true |

| isAnnotationPresent(Class<? extends Annotation> annotationClass) | 如果是指定类型注解类型则返回 true |

| isAnonymousClass() | 如果是匿名类则返回 true |

| isArray() | 如果是一个数组类则返回 true |

| isEnum() | 如果是枚举类则返回 true |

| isInstance(Object obj) | 如果 obj 是该类的实例则返回 true |

| isInterface() | 如果是接口类则返回 true |

| isLocalClass() | 如果是局部类则返回 true |

| isMemberClass() | 如果是内部类则返回 true |

Field 类

Field 代表类的成员变量（成员变量也称为类的属性）。

| 方法 | 用途 |

| --- | --- |

| equals(Object obj) | 属性与 obj 相等则返回 true |

| get(Object obj) | 获得 obj 中对应的属性值 |

| set(Object obj, Object value) | 设置 obj 中对应属性值 |

Method 类

Method 代表类的方法。

| 方法 | 用途 |

| --- | --- |

| invoke(Object obj, Object… args) | 传递 object 对象及参数调用该对象对应的方法 |

Constructor 类

Constructor 代表类的构造方法。

| 方法 | 用途 |

| --- | --- |

| newInstance(Object… initargs) | 根据传递的参数创建类的对象 |

示例

为了演示反射的使用，首先构造一个与书籍相关的 model——Book.java，然后了解获取 Class 类对象的三种方法，最后通过反射方法示例创建对象、反射私有构造方法、反射私有属性、反射私有方法

被反射类 Book.java

public class Book{

private final static String TAG = "BookTag";

private String name;

private String author;

@Override

public String toString() {

return "Book{" +

"name='" + name + ''' +

", author='" + author + ''' +

'}';

}

public Book() {

}

private Book(String name, String author) {

this.name = name;

this.author = author;

}

public String getName() {

return name;

}

public void setName(String name) {

this.name = name;

}

public String getAuthor() {

return author;

}

public void setAuthor(String author) {

this.author = author;

}

private String declaredMethod(int index) {

String string = null;

switch (index) {

case 0:

string = "I am declaredMethod 0 !";

break;

case 1:

string = "I am declaredMethod 1 !";

break;

default:

string = "I am declaredMethod -1 !";

}

return string;

}

}

获取 Class 类对象的三种方法

在反射中，要获取一个类或调用一个类的方法，我们首先需要获取到该类的 Class 对象。

在 Java API 中，获取 Class 类对象的三种方法

方法一：使用

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Class.forName 静态方法。当你知道该类的全路径名时，你可以使用该方法获取 Class 类对象。但可能抛出 ClassNotFoundException 异常

Class<?> classBook = Class.forName(“com.jourwon.reflect.Book”);

方法二：这种方法只适合在编译前就知道操作的 Class。直接通过 类名.class 的方式得到，该方法最为安全可靠，程序性能更高，这说明任何一个类都有一个隐含的静态成员变量 class

Class clz = Book.class;

方法三：使用类对象的 getClass() 方法。

Book book1 = new Book();

Class<? extends Book> book1Class = book1.getClass();

@Test

public void getClz() {

try {

// 方法一，使用 Class.forName 静态方法

Class<?> classBook = Class.forName("com.jourwon.reflect.Book");

// 方法二：直接通过 类名.class 的方式得到

Class clz = Book.class;

// 方法三：使用类对象的 getClass() 方法。

Book book1 = new Book();

Class<? extends Book> book1Class = book1.getClass();

System.out.println(classBook == clz);

System.out.println(classBook == book1Class);

} catch (Exception ex) {

ex.printStackTrace();

}

}

输出结果都是 true，可以知道三种方法获取到的 Class 对象都是同一个对象

true

true