Java虚拟机反射机制

1 什么是Java虚拟机反射机制？

• 虚拟机在运行期间，对于任何一个类，我们都能知道其内部信息，包括属性，方法，构造函数，实现接口；对于任何一个对象，我们都能获取其字段值、调用其内部方法。这就是Java虚拟机反射机制。

2 怎么知道其内部信息，包括属性，方法，构造函数？

// 获取类对象
Class<?> clazz = MyClass.class;
Class<?> clazz = MyObject.getClass();
Class<?> clazz = Class.forName(String str)
// 获取类名
String className = clazz.getName();
// 获取父类
Class<?> superClass = clazz.getSuperclass();
// 获取实现的接口
Class<?>[] interfaces = clazz.getInterfaces();
// 获取构造函数
Constructor<?>[] constructors = clazz.getConstructors();
// 获取方法
Method[] methods = clazz.getMethods();
// 获取字段
Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();

3 对于任何一个对象，我们怎么能获取其字段值、调用其内部方法？

//获取其字段值
Class<?> clazz = MyClass.class;
Object instance = clazz.newInstance();
Field field = clazz.getDeclaredField("fieldName");
field.setAccessible(true); // 如果字段是私有的，需要设置为可访问
Object value = field.get(instance);
field.set(instance, newValue);
//调用其内部方法
Class<?> clazz = MyClass.class;
Object instance = clazz.newInstance();
Method method = clazz.getMethod("methodName", parameterType1, parameterType2);
Object result = method.invoke(instance, arg1, arg2);

4 Java虚拟机反射机制应用？

• 主要作用是为了实现解耦，让应用编程得以像积木那样搭建。

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

// Shape 接口
public interface Shape {
    void draw();
}

// Circle 类
public class Circle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing a circle");
    }
}

// Rectangle 类
public class Rectangle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing a rectangle");
    }
}

public class ShapeFactory {
    public static Shape createShape(String shapeType) {
        try {
            // 使用反射获取类对象
            Class<?> clazz = Class.forName("com.example." + shapeType); // 假设类在com.example包下

            // 获取类的构造函数
            Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor();

            // 使用构造函数创建对象
            Object shapeObject = constructor.newInstance();

            // 将对象强制转换为Shape接口类型
            if (shapeObject instanceof Shape) {
                return (Shape) shapeObject;
            } else {
                throw new IllegalArgumentException("Invalid shape type");
            }
        } catch (ClassNotFoundException | NoSuchMethodException | InstantiationException |
                 IllegalAccessException | InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        String userInput = "Circle"; // 用户输入的形状类型
        Shape shape = createShape(userInput);

        if (shape != null) {
            shape.draw(); // 调用draw方法
        }
    }
}

5 动态代理中反射是怎么应用的？

• 动态代理流程：代理类会将接口对象的方法和方法参数通过反射得到，并传递给 InvocationHandler 对象，InvocationHandler 对象，InvocationHandler 对象会聚合被代理对象，并再 invoke 方法中，调用 method.invoke(target, args)，实现 被代理对象 方法的调用。

参考文献：
Java虚拟机反射机制详解