--- title: Java 反射机制详解 category: Java tag: - Java基础 --- ## 何为反射？ 如果说大家研究过框架的底层原理或者咱们自己写过框架的话，一定对反射这个概念不陌生。 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。 ## 反射的应用场景了解么？ 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。 ```java 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。 ## 谈谈反射机制的优缺点 **优点**：可以让咱们的代码更加灵活、为各种框架提供开箱即用的功能提供了便利 **缺点**：让我们在运行时有了分析操作类的能力，这同样也增加了安全问题。比如可以无视泛型参数的安全检查（泛型参数的安全检查发生在编译时）。另外，反射的性能也要稍差点，不过，对于框架来说实际是影响不大的。相关阅读：[Java Reflection: Why is it so slow?](https://stackoverflow.com/questions/1392351/java-reflection-why-is-it-so-slow) ## 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：** ```java 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：** ```java Class alunbarClass1 = Class.forName("cn.javaguide.TargetObject"); ``` **3. 通过对象实例`instance.getClass()`获取：** ```java TargetObject o = new TargetObject(); Class alunbarClass2 = o.getClass(); ``` **4. 通过类加载器`xxxClassLoader.loadClass()`传入类路径获取:** ```java 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`。 ```java 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属性 ```java 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： ```plain publicMethod privateMethod I love JavaGuide value is JavaGuide ``` **注意** : 有读者提到上面代码运行会抛出 `ClassNotFoundException` 异常，具体原因是你没有下面把这段代码的包名替换成自己创建的 `TargetObject` 所在的包 。 可以参考： 这篇文章。 ```java Class> targetClass = Class.forName("cn.javaguide.TargetObject"); ```