Java 中的反射机制

反射是什么？

反射（reflection）：指的是在运行时通过反射 API 获取类的内部信息，并能直接操作任何对象的属性和方法。

当一个类被加载之后，这个类的信息保存在 Java 虚拟机的方法区中，这个类的对象实例则保存在虚拟机的堆中，通过方法区获取并操作一个类，就像是透过一面镜子反射到堆中的对象。JDK 提供了 java.lang.Class 类来支持反射机制。

java.lang.Class 类的理解

在 Java 中万事万物皆对象，我们创建的类本身也是一个对象。Java 程序经过 javac 命令编译后生成一个或多个字节码文件（.class），一个字节码文件对应唯一的一个类或接口的定义信息；接着使用 java 命令对某个字节码文件进行解释运行（类加载），相当于将这个字节码文件加载到内存中，我们将它叫做运行时类，这个运行时类实际上是一个 java.lang.Class 对象。

也就是说，一个 Class 实例就对应一个运行时类。加载到内存中的运行时类会被缓存一段时间，在这段时间内我们可以通过不同的方法获取这个运行时类，那么如何获取这个运行时类，即 Class 实例呢？

获取 Class 实例的方法

// 方式一：调用运行时类的 .class 属性
Class clazz1 = Student.class; // Student 是我们自定义的类

// 方式二：调用运行时类的 getClass 方法
Student s = new Student();
Class clazz2 = p1.getClass();

// 方式三：调用 Class 类的静态方法：forName(String classPath)
Class clazz3 = Class.forName("com.example.java.Student");    // 该种方式用得多

有哪些数据类型能获取 Class 实例？

对象，接口，数组，枚举类，注解，基本数据类型，void 类型，Class 类本身。

通过反射操作运行时类

创建运行时类的对象：

// 通过newInstance()方法（运行时类必须存在可见的空参构造函数）
Class clazz = Student.class;
Student s = clazz.newInstance();        // Class使用了泛型，所以newInstance()不用强转类型了

获取运行时类的属性（Fields）：

Class clazz = Student.class;

// getFields():获取当前运行时类及其父类中声明为public的属性
Field[] fields = clazz.getFields();

// getDeclaredFields()：获取当前运行时类的所有属性（不包括父类的属性）
Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();

获取运行时类的方法（Methods）：

Class clazz = Student.class;
Method[] methods = clazz.getMethods();
Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();

什么时候使用反射？

反射提供了一种动态性，即在运行时才获取类信息，创建类对象，操作对应的方法。比如一个网站的前后端，后端服务器正在运行，此时前端用户传来一个登录请求，那么后端就创建对应的对象来完成登录相关操作，因为此时后端已经在运行了，所以不能通过 new 来创建对象，要通过反射机制来创建。

例如 Spring 中我们配置 bean：

当我们在 XML 中配置了 bean 后，Spring 便会在启动时用反射机制创建对应的对象。

反射和封装是不是矛盾的？

不矛盾，将类的某些方法设置为私有权限时，意思是告诉其他类不要调用这些方法，使用其他方法就能满足需求了，这体现了封装性；而反射只是提供了一种机制，使得我们能够访问类的私有方法，但是原则上不建议调用这些私有方法。

参考资料：