何为反射

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

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。

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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。

反射优缺点

Java反射机制具有以下优点:

  1. 动态性:反射允许在运行时获取类的信息并访问和操作类的成员,使得程序具有更高的灵活性和动态性
  2. 可扩展性:反射机制允许在运行时动态添加新的类和对象,并在不修改源代码的情况下使用它们
  3. 适应性:反射机制可以用于处理未知类型的对象,比如在框架和库中处理通用类型,使得代码的兼容性更好。
  4. 调试和开发工具:反射机制可以被应用于调试和开发工具,例如IDE和调试器,以提供更强大的功能和功能。

然而,反射机制也存在一些缺点:

  1. 性能损失:由于反射涉及动态获取类信息和动态调用方法,因此反射操作通常比直接调用方法更慢。如果代码中频繁使用反射,可能会导致性能下降
  2. 安全性问题:反射机制可以绕过访问控制,允许在运行时访问和修改类的私有成员。这可能导致代码的安全性问题,因此在使用反射时需要谨慎处理。
  3. 缺乏类型检查:反射机制在编译时无法进行类型检查,因此在运行时存在更高的风险。错误的使用反射可能会导致类型转换异常、空指针异常等编译时无法捕获的错误

总之,虽然反射机制提供了一种强大的动态处理类和对象的方式,但在使用时需要权衡其优点和缺点,并根据具体情况进行合理的选择和应用。

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:

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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()传入类的全路径获取:

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

3. 通过对象实例instance.getClass()获取:

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

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

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ClassLoader.getSystemClassLoader().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系列步骤,静态代码块和静态对象不会得到执行。

反射的一些基本操作

1.创建一个我们要使用反射操作的类 TargetObject。

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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

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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<?> targetClass = Class.forName("cn.javaguide.TargetObject");
TargetObject targetObject = (TargetObject) targetClass.newInstance();
/**
* 获取 TargetObject 类中定义的所有方法
*/
Method[] methods = targetClass.getDeclaredMethods();
for (Method method : methods) {
System.out.println(method.getName());
}

/**
* 获取指定方法并调用
*/
Method publicMethod = targetClass.getDeclaredMethod("publicMethod",
String.class);

publicMethod.invoke(targetObject, "JavaGuide");

/**
* 获取指定参数并对参数进行修改
*/
Field field = targetClass.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 = targetClass.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:

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publicMethod
privateMethod
I love JavaGuide
value is JavaGuide