Java面试基础篇——反射机制

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反射机制介绍

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一个方法和属性；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为 java 语言的反射机制。

Java是面向对象的语言，而Java的反射，则反过来，用零散的信息获取原始的对象。

获取 Class 对象的两种方式

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 提供了两种方式获取 Class 对象:

1.知道具体类的情况下可以使用：

//静态方法
Class clazz = TargetObject.class;

//继承自Object类的公共方法
Class clazz = targetObject.getClass();

但是一般情况下我们是不知道具体类的，基本都是通过遍历包下面的类来获取 Class 对象。

2.通过 Class.forName()传入类的路径获取：

Class clazz = Class.forName("com.dgjava.TargetObject");

这种方式才是反射中最常用的，Java的很多框架，比如Spring、ORM都很好的利用了Java的反射机制。

代码实现

创建一个我们要使用反射操作的类 TargetObject：

public class TargetObject {
    private String value;

    public TargetObject() {
        value = "JavaGuide";
    }

    public void publicMethod(String s) {
        System.out.println("Hello " + s);
    }

    private void privateMethod() {
        System.out.println("Value is " + value);
    }
}

使用反射操作这个类的方法以及参数

package com.dgjava;

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<?> tagetClass = Class.forName("com.dgjava.TargetObject");
        TargetObject targetObject = (TargetObject) tagetClass.newInstance();
       
		/**
         * 获取所有类中所有定义的方法
         */
        Method[] methods = tagetClass.getDeclaredMethods();
        for (Method method : methods) {
            System.out.println(method.getName());
        }

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

        publicMethod.invoke(targetObject, "DgJava");
        /**
         * 获取指定参数并对参数进行修改
         */
        Field field = tagetClass.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, "DgJava");

        /**
         * 调用 private 方法
         */
        Method privateMethod = tagetClass.getDeclaredMethod("privateMethod");

        //为了调用private方法我们取消安全检查
        privateMethod.setAccessible(true);
        privateMethod.invoke(targetObject);
    }
}

输出结果：

publicMethod
privateMethod
Hello DgJava
Value is DgJava

静态编译和动态编译

• 静态编译：在编译时确定类型，绑定对象
• 动态编译：运行时确定类型，绑定对象

反射机制优缺点

• 优点： 运行期类型的判断，动态加载类，提高代码灵活度。
• 缺点：
  • 性能瓶颈：反射相当于逆向操作，逆向工程必然比正向操作要难。
  • 安全问题，让我们可以动态操作改变类的属性同时也增加了类的安全隐患。

反射的应用场景

在我们平时的项目开发过程中，基本上很少会直接使用到反射机制，但这不能说明反射机制没有用，实际上有很多设计、开发都与反射机制有关，例如模块化的开发，通过反射去调用对应的字节码；动态代理设计模式也采用了反射机制，还有我们日常使用的 Spring／Hibernate 等框架也大量使用到了反射机制。

举例说明

• 使用 Class.forName()加载数据库的驱动程序获取 JDBC 连接；
• Spring 框架的 IOC（动态加载管理 Bean）创建对象以及 AOP（动态代理）功能都和反射有联系，面试经常问的依赖注入问题。
• 动态配置实例的属性；
• 常用的ORM框架Hibernate、MyBatista等
• Dubbo RPC框架的泛化调用