月黑雁飞高，反射全知道——剖析java反射机制

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- java 反射机制

java 反射机制

反射机制概念

在运行状态中，对于任意一个类，都能够获取到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一个方法和属性(包括私有的方法和属性)，这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能就称为java语言的反射机制。反射被视为动态语言的关键。简单来说反射就是java的各种成分映射成对应的java类。
通俗点讲，通过反射，该类对我们来说是完全透明的，想要获取任何东西都可以。包括构造方法，属性，方法。

java反射提供的功能

在运行时判断任意一个对象所属的类；
在运行时构造任意一个类的对象；
在运行时判断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；
生成动态代理。

java不是动态语言，但是通过反射机制实现动态机制。

反射的基本使用

java反射的主要组成

Class：任何运行在内存中的所有类都是改Class类的实例对象，每个Class类对象内存都包含了本来的所有信息。通过反射干任何事情，都要先去找Class
- 类内部主要信息：
  - Field：所有属性
  - Constructor：所有构造方法
  - Method：所有方法
Field：描述一个类的属性，内部包含了该属性的所有信息，例如数据类型，属性名，访问修饰符
- 类内部主要信息
  - 标注在属性上的注解
  - 属性名
  - 属性的数据类型（boolean/double/int/String …）
  - 属性访问修饰符（public/private/protected）
Constructor：描述一个类的构造方法，内部包含了构造方法的所有信息，例如参数类型、参数名称、访问修饰符
- 类内部主要信息
  - 构造方法的访问修饰符
  - 构造方法的参数
    - 参数的数据类型
    - 参数的名称
    - 标注在参数上的注解
Method：描述一个类的所有方法（包括抽象方法），内部包含了该方法的所有信息，与Constructor类似，不同之处就是Method拥有返回值类型信息，因为构造方法是没有返回值的
- 类内部主要信息
  - Constructor类内部主要信息
  - 方法返回值类型（Int/double0

反射使用步骤（获取Class对象、调用对象方法）

获取想要操作的类的Class对象，它是反射的核心，通过Class对象我们可以任意调用类的方法
调用Class类中的方法，即就是反射的使用阶段
使用反射API来操作这些信息

反射使用

例子People

public class People {
    
    
    public String name;
    public int age;
    private double weight;
    
    public People(){
    
    }
    
    public People(String name,int age){
    
    
        this.name=name;
        this.age=age;
    }
    
    public void getInfo(){
    
    
        System.out.println(name+"的年龄是："+age);
    }
}

获取Class的三种方法（获取一个类的字节码对象）

当使用javac编译后，就会产生一个.class文件，当字节码文件被装载进虚拟机执行的时候，会在内存中生成Class对象，包含了该类内部的所有信息，在程序运行阶段可以获取这些信息。

使用对象获取，使用对象的getClass获取

People people = new People();
Class clazz=people.getClass();

使用静态属性class

只有在编译前就已经声明了该类的类型才能获取到Class对象
```
Class clazz =People.class;
```
使用Class类的静态方法forName（通过类的全限定名获取该类的 Class 对象）
- 类要写全名
```
Class clazz = Class.forName("")
```
当我们拿到class对象后就可以，获取类信息、调用其方法、获取其属性。

获取一个类的所有信息

Class对象中国包含了该类的所有信息，在编译期间我们能看到的信息及时该类的变量、方法、构造器，在运行时最常被获取的也是这些信息

每种功能内部以Declared细分为两类：

有Declared修饰的方法：可以获取该类内部包含的所有变量、方法和构造器，但是无法获取继承下来的信息

无Declared修饰的方法：可以获取该类中public修饰的变量、方法和构造器，以及获取继承下来的信息

如果要想获取类中所有的（包含继承）的变量、方法和构造器，则需要同时调用，并且用set集合存储他们获得的遍历，一方获取到相同的东西。

获取类中的变量（Field）

Field[] getField()：获取类中所有被public修饰的所有变量
Field getField(String name)：根据变量名获取类中的一个变量，改变了必须是被public修饰
Field[] getDeclaredFields)：获取类中所有的变量，但无法获取继承下来的变量
Field getDeclaredField(String name)：根据名称获取类中的变量，也无法获取继承下来的变量

获取类中的方法（Method）

Method[] getMethods()：获取类中被public修饰的所有方法
Method getMethod(String name, Class…<?> paramTypes)：根据名字和参数类型获取对应方法，该方法必须被public修饰
Method[] getDeclaredMethods()：获取所有方法，但无法获取继承下来的方法
Method getDeclaredMethod(String name, Class…<?> paramTypes)：根据名字和参数类型获取对应方法，无法获取继承下来的方法

获取类的构造器（Constructor）

Constuctor[] getConstructors()：获取类中所有被public修饰的构造器
Constructor getConstructor(Class…<?> paramTypes)：根据参数类型获取类中某个构造器，该构造器必须被public修饰
Constructor[] getDeclaredConstructors()：获取类中所有构造器
Constructor getDeclaredConstructor(class…<?> paramTypes)：根据参数类型获取对应的构造器

如果父类的属性用protected修饰，利用反射是无法获取到的

获取注解

Annotation[] getAnnotations()：获取该对象上的所有注解
Annotation getAnnotation(Class annotaionClass)：传入注解类型，获取该对象上的特定一个注解
Annotation[] getDeclaredAnnotations()：获取该对象上的显式标注的所有注解，无法获取继承下来的注解
Annotation getDeclaredAnnotation(Class annotationClass)：根据注解类型，获取该对象上的特定一个注解，无法获取继承下来的注解

只有注解的@Retension标注为RUNTIME时，才能通过反射获取到该注解

详情请点击：注解详情

通过反射调用方法

通过反射获取到某个Method类对象后，可以通过调用invoke方法执行

invoke(Oject obj, Object... args)：参数``1指定调用该方法的**对象**，参数2`是方法的参数列表值。
如果调用的方法是静态方法，参数1只需要传入null，因为静态方法不与某个对象有关，只与某个类有关。

反射的应用场景

常见场景有三种：

Spring实例化对象：当程序启动时，Spring会读取配置文件applicationContext.xml并解析出里面所有的标签实例化到IOC容器中
反射+工程模式：通过反射消除工厂中的多个分支，如果需要生产新的类，无序关注工厂类，工厂类可以应对各种新增类，反射可以使得程序更加健壮
JDBC连接数据库：使用JDBC连接数据库时，指定连接数据库的驱动类时用到反射加载启动类

Spring的IOC容器

在Spring中，经常会用到一个上下文配置文件applicationContext.xml里面就是关于bean的配置，查询启动时会读取该xml文件，解析出所有的标签，并实例化对象放入IOC容器中，IOC容器本质上就是一个工厂，通过工厂传入标签的id属性获取对应的实例。

Spring在实例化对象的过程经过简化后，可以理解为反射实例化对象的步骤

获取Class对象的构造器
通过构造器调用newInstance（）实例化对象

当然Spring在实例化对象时，做了非常多额外的操作，才能让现在的开发便捷且稳定

反射+抽象工程模式

传统的工程模式，如果需要生产新的子类，就需要修改工厂类，在工厂类中增加新的分支。

利用反射和工厂模式相结合，在生产新子类时，工厂类不需要修改任何东西，可以专注于子类的实现，当子类确定下来时，工厂也就可以生成该子类了、

反射+抽象工厂的核心思想是：

在运行时通过参数传入不同子类的全限定名获取到不同的Class对象，调用newInstance()方法返回不同的子类。

JDBC加载数据库驱动类

在导入第三方库时，JVM不会主动去加载外部导入的类，而是等到真正使用时，才会去加载需要的类，正因为如此，我们可以在获取数据库连接时传入驱动类的全限定名，交给JVM加载该类

反射的优缺点

反射的优点：

增加程序灵活性：面对需求变更时，可以灵活地实例化不同的对象

反射的缺点：

破坏类的封装性：可以强制访问private修饰的信息
性能损耗：反射相比直接实例化对象、调用方法、访问变量、中间需要很多检查步骤以及解析步骤，JVM无法对其进行优化

反射总结

反射的思想：反射就想一面镜子，只有在运行时才能看到自己是谁，可以获取到自己的信息，甚至实例化对象
反射的作用：在运行时才确定实例化对象，使得程序更加的健壮，面对需求变更时，可以最大程度地做到不修改程序源码的情况下，应对不同的场景，实例化不同类型的对象。
反射的应用场景：Spring的IOC容器；反射+工厂模式，使得工厂类更加稳定；JDBC连接数据库时加载驱动类
反射的三个特点：增加程序的灵活性、破坏类的封装性以及性能损耗

最后

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