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反射

1. 反射的定义

Java的反射（reflection）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，既然能拿到那么，我们就可以修改部分类型信息；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（reflection）机制。

2. 反射的用途

1、在日常的第三方应用开发过程中，经常会遇到某个类的某个成员变量、方法或是属性是私有的或是只对系统应用开放，这时候就可以利用Java的反射机制通过反射来获取所需的私有成员或是方法 。

2、反射最重要的用途就是开发各种通用框架，比如在spring中，我们将所有的类Bean交给spring容器管理，无论是XML配置Bean还是注解配置，当我们从容器中获取Bean来依赖注入时，容器会读取配置，而配置中给的就是类
的信息，spring根据这些信息，需要创建那些Bean，spring就动态的创建这些类。

3. 反射基本信息

Java程序中许多对象在运行时会出现两种类型：运行时类型(RTTI)和编译时类型，例如Person p = new Student()；这句代码中p在编译时类型为Person，运行时类型为Student。程序需要在运行时发现对象和类的真实
信息。而通过使用反射程序就能判断出该对象和类属于哪些类。

4. 反射相关的类

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/类的属性
Method类	代表类的方法
Constructor类	代表类的构造方法

4.1 Class类

代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口 .

Java文件被编译后，生成了.class文件，JVM此时就要去解读.class文件 ,被编译后的Java文件.class也被JVM解析为一个对象，这个对象就是 java.lang.Class.这样当程序在运行时，每个类就最终变成了Class类对象的一个实例。我们通过Java的反射机制应用到这个实例，就可以去获得甚至去添加改变这个类的属性和动作，使得这个类成为一个动态的类 .

4.1.1 Class类中的相关方法

常用获得类相关的方法

方法	用途
getClassLoader()	获得类的加载器
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(包括私有的)
forName(String className)	根据类名返回类的对象
newInstance()	创建类的实例
getName()	获得类的完整路径名字

常用获得类中属性相关的方法(以下方法返回值为Field相关)

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（以下方法返回值为Constructor相关）

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（以下方法返回值为Method相关）

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

4.2 反射示例

4.2.1 获得Class对象的三种方式

在反射之前，我们需要做的第一步就是先拿到当前需要反射的类的Class对象，然后通过Class对象的核心方法，达到反射的目的，即：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，既然能拿到那么，我们就可以修改部分类型信息。

第一种，使用 Class.forName(“类的全路径名”); 静态方法。
前提：已明确类的全路径名。

第二种，使用 .class 方法。
说明：仅适合在编译前就已经明确要操作的 Class

第三种，使用类对象的 getClass() 方法

class Student{
    //私有属性name
    private String name = "bit";
    //公有属性age
    public int age = 18;
    //不带参数的构造方法
    public Student(){
        System.out.println("Student()");
    }

    private Student(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("Student(String,name)");
    }

    private void eat(){
        System.out.println("i am eat");
    }

    public void sleep(){
        System.out.println("i am pig");
    }

    private void function(String str) {
        System.out.println(str);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        // 第一种，使用 Class.forName("类的全路径名"); 静态方法。
        Class<?> c1 = Class.forName("Student");

        // 第二种，使用 .class 方法。
        Class<?> c2 = Student.class;

        // 第三种，使用类对象的 getClass() 方法 (不常用)
        Student student = new Student();
        Class<?> c3 = student.getClass();

        System.out.println(c1 == c2); // true
        System.out.println(c1 == c3); // true
        System.out.println(c2 == c3); // true
    }
}

4.2.2 反射的使用

注意：所有和反射相关的包都在import java.lang.reflect包下面。

4.2.2.1 通过 Class 类的newInstance方法 获取 学生实例

/**
     * 通过 Class 类的newInstance方法 获取 学生实例
     */
    public static void reflectNewInstance() {
        try {
            Class<?> c1 = Class.forName("Student");

            Student student = (Student) c1.newInstance();
            System.out.println(student);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

4.2.2.2 反射所有的私有的构造方法

public static void reflectPrivateConstructor() {
        try {
            Class<?> c1 = Class.forName("Student");
            Constructor<?> constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);//传的时候要 .class

            constructor.setAccessible(true); // 因为是私有的 所以要改为true

            Student student = (Student) constructor.newInstance("niubi",80);
            System.out.println(student);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

4.2.2.3 反射私有或者公开的属性

    public static void reflectPrivateField() {
        try {
            Class<?> c1 = Class.forName("Student");
            Student student = (Student) c1.newInstance();

            Field field = c1.getDeclaredField("name");
            field.setAccessible(true);

            field.set(student,"wang wu");
            System.out.println(student);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

4.2.2.4 反射私有方法

public static void reflectPrivateMethod() {
        try {
            Class<?> c1 = Class.forName("Student");
            Student student = (Student) c1.newInstance();

            Method method = c1.getDeclaredMethod("function", String.class);
            method.setAccessible(true);

            method.invoke(student,"牛逼 牛逼 牛逼 私有的方法");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

5. 反射优点和缺点

优点：

1. 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
2. 增加程序的灵活性和扩展性，降低耦合性，提高自适应能力
3. 反射已经运用在了很多流行框架如：Struts、Hibernate、Spring 等等。

缺点：

1. 使用反射会有效率问题。会导致程序效率降低。
2. 反射技术绕过了源代码的技术，因而会带来维护问题。反射代码比相应的直接代码更复杂 。