【从零到Offer】反射那些事

什么是反射？

​ 反射简单来说，就是在代码运行期间，通过动态指定任意一个类，从而构建对象，并了解该类的成员变量和方法，甚至可以调用任意一个对象的属性和方法。以String对象为例子，传统构造方式和反射的实现方式如下：

//new 构造方法
String s = new String();

//反射
Class<?> forName = Class.forName("java.lang.String");

​ 从代码中不难看到，第一种通过构造函数构造出来的对象，是在编译前就确定好了的。由此编译程序可以明确的知道当前操作的类是哪个，包含哪些属性、有什么方法。

​ 然而对于第二种实现方式来说，通过反射映射出来的对象完全取决于你给定的字符串是什么。如果我们将这个字符串抽取成配置，那么生产出来的对象自然就会是动态的了。

为什么需要反射？

​ 那么，你可能想问了，好好的new 对象不好吗？为啥还要设计出来一个反射呀？他有什么好处呢？其实，直白来讲，反射牺牲掉了安全、效率，更多的是为了提供更多的灵活性。

​ 假设当前你所负责的代码，要处理两个不同的对象，那么为了完成工作，你可能需要通过多次的if-else判断、处理，哪怕两个对象内的字段名称、类型都是一样的，受限于编译器的限制，你也没法共用同一段代码。

if (i==1){
    // ....执行针对ObjectA的处理方法
    ObjectA o = (ObjectA) input;
    o.setData(xxx);
} else if (i==2) {
    // ....执行针对ObjectB的处理方法
    ObjectB o = (ObjectB) input; 
    o.setData(xxx);
}

​ 但是如果借助于反射，我们就可以将代码充分利用起来，从而最大程度减少代码开发，提升日常效率。

if (i==1){
    // ....执行针对ObjectA的处理方法
    Class<?> forName = Class.forName("com.example.demo.base.dto.ObjectA");
} else if (i==2) {
    // ....执行针对ObjectB的处理方法
    Class<?> forName = Class.forName("com.example.demo.base.dto.ObjectB");
}       
Object o = (Object) input;

//同一段处理逻辑，无需再写两次
Field resultStr = forName.getDeclaredField("resultStr");
resultStr.set(o, "1");

​ 在日常代码开发中，也有很多组件无形之中使用到了反射的设计原理。如我们熟悉的Bean拷贝组件BeanUtils，其方便的实现对象间的拷贝逻辑就是基于反射实现的。

​

如何实现反射？

​ 首先我们知道，我们日常所编写的代码，最后都是会变成.java格式的文档。而.java格式的文档是不可能被机器直接执行的，因为机器只能够看懂二进制的文件。

​ 因此，从.java文件到jvm中可执行的对象，它其实经过了如下的过程：

​ 首先，我们的.java文件会被编译器编译成.class文件，对于每个.class文件，又会被JVM调用类加载的方式，加载到JVM内存中并生成为一个Class对象。这里我们简单看一下Class对象长什么模样：

​ 可以看到Class类对象中包含了许多用于描述类的属性，如类名、所使用的类加载器等。包括通过Class类对象也可以搜索到当前类的构造器、特定的属性域等。

​ 而且对于这个特殊的类来说，我们是不能够对其进行初始化的。可以看到，它只提供了一个私有的构造方法，且需要传入的是类加载器。而且在方法的注释上，也很明确的标注出来，这个构造方法只是提供给JVM创建实例用的，不应该作为默认的类构造器。

​ 通常来说，如果我们需要调用一个Class对象，那么通常只能通过以下的方式：

Class<?> clz = Class.forName("xxx.class");
Class<?> clz = Object.class;
Class<?> clz = Object.getClass();

​ 而且通过不断的往下搜索，我们也可以看到，这个方法的底层实现是通过native方法实现的。（部分java代码通过c等语言实现的，此时会被标记为native方法，是不可以直接调用的。）

​ 虽然我们不能调用，但是本质上这个方法就是通过类加载器获取的过程。了解了这些之后，我们再将咱们的日常使用java类的过程梳理一下：

​ 所以可以看到，反射本质上，维护实例的流程同正常的new创建对象并无过多的差异，他们本质都是基于class对象生成的实例，只是通过new的方式，用户是能够明确知道所需要使用的类的，因此编译器也能方便的对代码进行检查。

​ 而使用反射的方式，则是利用了Class对象，创造出了编码的灵活性。本质思想就是：“你可以是任何类，但我的逻辑对任何类都适配。”通过这样的牺牲掉一些安全性，从而获得编码的灵活性。

参考文献

学习java应该如何理解反射？

java的反射到底是有什么用处？怎么用？