Java反射面试总结（一）
什么是反射？
Java的反射是指在程序运行时，对于任意一个类，都可以获取到这个类的所有属性和方法，并能够对其进行操作。通过反射机制，可以在程序运行时动态地创建对象、调用方法、获取属性值等。反射可以帮助我们更轻松地实现一些复杂的功能，但也会带来一些性能上的损失。
Java反射机制的基本步骤：
- 获取Class对象：通过反射可以动态地获取类对象，即Class对象。Class对象是Java运行时系统中的一个重要概念，每个类都有一个与之对应的Class对象，通过Class对象可以获取类的所有信息。
示例代码：
Class clazz = Class.forName("java.lang.String"); // 获取String类的Class对象
- 创建对象：通过Class对象可以实例化一个具体的对象。
示例代码：
Object obj = clazz.newInstance(); // 实例化一个String对象
- 访问属性：通过反射可以获取和设置对象的属性，包括公共的和私有的。
示例代码：
Field field = clazz.getField("value"); // 获取value属性
Object value = field.get(strObj); // 获取value属性的值
field.set(strObj, newValue); // 设置value属性的值为newValue
- 调用方法：通过反射可以调用对象的方法，包括公共的和私有的。
示例代码：
Method method = clazz.getMethod("substring", int.class, int.class); // 获取substring方法
Object result = method.invoke(strObj, startIndex, endIndex); // 调用substring方法，传递参数startIndex和endIndex
- 执行构造函数：通过反射可以调用对象的构造函数来实例化对象。
示例代码：
Constructor constructor = clazz.getConstructor(String.class); // 获取含有一个String类型参数的构造函数
Object obj = constructor.newInstance("Hello, World!"); // 调用构造函数并实例化对象
Java的反射机制带来了很多便利，但同时也会损失一些性能，在使用时需要慎重考虑其是否真正必要。
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。
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。
反射在Java中是一种高级的语言特性，它允许程序在运行时动态地获取类的信息、访问和操作类的属性和方法等。因此，它的应用场景非常广泛，以下是一些例子：
-
框架开发：许多框架（如Spring）利用反射获取类的信息和属性，来实现依赖注入、控制反转等功能。
-
动态代理：利用反射机制来动态生成代码，从而实现对某些对象的代理。
-
注解解析：通过反射来获取类、方法、字段等的注解信息。
-
Java序列化：反射机制使得可以在编译时未知的情况下，将对象序列化为字节流，然后再通过反射将字节流转换成对象。
-
反编译工具：反编译工具利用反射实现对Java代码的分析和探测，可以查看方法、字段的信息以及代码的执行流程等。
总之，反射机制是Java语言中非常有用的一种特性，能够极大地提高程序的可扩展性、灵活性和可维护性。
反射机制的优缺点有哪些？
优点
- 动态性：能够运行时动态获取类的信息，访问和操作类的属性和方法，提高了灵活性；例如可与动态编译结合 Class.forName(‘com.mysql.jdbc.Driver.class’)，加载MySQL的驱动类;
- 适应性：反射机制不依赖于具体的硬件、操作系统和JVM，可以应用于任何Java程序中;
- 灵活性：反射机制提供了更灵活的编程方式，可以在不知道具体的类名的情况下，创建对象、调用方法等。
缺点
- 性能问题：使用反射性能较低，需要解析字节码，将内存中的对象进行解析。其解决方案是：通过 setAccessible(true) 关闭JDK的安全检查来提升反射速度；
- 安全问题：反射机制可以访问和修改对象的私有属性和方法，有可能会破坏程序的安全性和稳定性，因此必须谨慎使用；
- 可读性问题：反射机制动态调用方法和属性，代码可读性较差，不容易维护和调试。
总之，优点就是动态获取类信息，操作类的属性和方法们这是核心，缺点无非就是性能、安全和可读性，一定不要死记硬背，要通过原理去理解。
如何获取反射中的Class对象？
- Class.forName(“类的路径”)；当你知道该类的全路径名时，你可以使用该方法获取 Class 类对象。
Class clz = Class.forName("java.lang.String");
- 类名.class。这种方法只适合在编译前就知道操作的 Class。
Class clz = String.class;
- 对象名.getClass()。
String str = new String("Hello");
Class clz = str.getClass();
- 如果是基本类型的包装类，可以调用包装类的Type属性来获得该包装类的Class对象。
除了上述几种种方法，还可以通过ClassLoader类的loadClass()方法来获取Class对象，这种方式常用于加载外部或动态生成的类。
Java反射API有几类？
反射 API 用来生成 JVM 中的类、接口或则对象的信息。
-
Class 类：反射的核心类，可以获取类的属性，方法等信息。
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Field 类：Java.lang.reflect 包中的类，表示类的成员变量，可以用来获取和设置类之中的属性值。
-
Method 类：Java.lang.reflect 包中的类，表示类的方法，它可以用来获取类中的方法信息或者执行方法。
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Constructor 类：Java.lang.reflect 包中的类，表示类的构造方法。
反射使用的步骤？
-
获取想要操作的类的Class对象，这是反射的核心，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，既就是反射的使用阶段。
-
使用反射 API 来操作这些信息。
具体可以看下面的例子：
public class Student {
private Integer age;
public Integer getAge() {
return age;
}
public void setAge(Integer age) {
this.age = age;
}
public static void main(String[] args) {
//正常调用
Student student = new Student();
student.setAge(16);
System.out.println("Student Age : " + student.getAge());
//使用反射调用
try {
Class<?> aClass = Class.forName("com.lzl.javaSE.test8.Student");
Method setAge = aClass.getMethod("setAge", Integer.class);
Constructor<?> studentConstructor = aClass.getConstructor();
Object studentObject = studentConstructor.newInstance();
setAge.invoke(studentObject, 18);
Method getAge = aClass.getMethod("getAge");
System.out.println("Student Age : " + getAge.invoke(studentObject));
} catch (ClassNotFoundException | InstantiationException | InvocationTargetException | NoSuchMethodException |
IllegalAccessException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
从代码中可以看到我们使用反射调用了 setAge方法，并传递了 16 的值。之后使用反射调用了 getAge 方法，输出其年龄。上面的代码整个的输出结果是：
Student Age : 16
Student Age : 18
从这个简单的例子可以看出，一般情况下我们使用反射获取一个对象的步骤：
- 获取类的 Class 对象实例
Class<?> aClass = Class.forName("com.lzl.javaSE.test8.Student");
- 根据 Class 对象实例获取 Constructor 对象
Constructor<?> studentConstructor = aClass.getConstructor();
- 使用 Constructor 对象的 newInstance 方法获取反射类对象
Object studentObject = studentConstructor.newInstance();
而如果要调用某一个方法，则需要经过下面的步骤：
- 获取方法的 Method 对象
Method setAge = aClass.getMethod("setAge", Integer.class);
- 利用 invoke 方法调用方法
setAge.invoke(studentObject, 18);
使用反射拿到私有属性值
Java通过反射机制可以获取和操作类、方法、字段等信息。在Java中，私有属性对外不可见，因此不能直接访问私有属性的值。但是，我们可以使用反射机制来绕过访问限制，获取私有属性的值。
下面是获取私有属性值的示例代码：
import java.lang.reflect.Field;
public class PrivateFieldTest {
private String privateField = "private value";
public static void main(String[] args) throws Exception {
PrivateFieldTest obj = new PrivateFieldTest();
// 获取私有属性对象
Field field = PrivateFieldTest.class.getDeclaredField("privateField");
// 设置可访问私有属性
field.setAccessible(true);
// 获取私有属性值
String value = (String) field.get(obj);
// 输出私有属性值
System.out.println("privateField value: " + value);
}
}
在上面的示例代码中，我们首先定义了一个私有属性privateField，然后在main方法中通过反射机制获取privateField的值。这里要注意，我们要通过类的getDeclaredField方法获取私有属性对象，并且要将其设置为可访问状态。
另外，我们还需要调用Field类的get方法获取私有属性的值，其中第一个参数是对象实例，表示要获取该对象中的私有属性值。最后我们将获取到的私有属性值输出。