Java基础之反射机制

背景：Java程序中的所有对一项都有两种类型：编译时类型和运行时类型（由于多态导致的），这可能会导致对象的编译时类型和运行时类型不一致。
反射（Reflection）是被是为动态语言的关键，反射机制允许程序再运行起家借助Reflection API取得任何类的内部信息，并能直接操作任意对象的内部属性及方法。
加载完类之后，再堆内的方法区中就产生了一个Class类型的对象（一个类只有一个Class对象），这个对象就包含了完整的类的结构信息。我们可以通过这个对象看到类的结构。这个对象就像一面镜子，透过这个镜子看到类的结构，所以，我们称之为——反射：


Java反射机制提供的功能：

• 在运行时判断任意一个对象所属的类；
• 在运行时构造任意一个类的对象；
• 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法；
• 在运行时获取泛型信息；
• 在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法；
• 在运行时处理注解；
• 生成动态代理

反射相关的主要API：

• java.lang.Class：代表一个类；
• java.lang.reflect.Method：代表类的方法；
• java.lang.reflect.Fild：代表类的成员变量；
• java.lang.reflect.Constructor：代表类的构造器
  ……

反射的优缺点：

• 优点
  • 提高了Java程序的灵活性和扩展性，降低了耦合性，提高自适应能力；
  • 允许程序创建和控制任何类的对象，无需提前硬编码目标类。
• 缺点
  • 反射的性能较低（反射机制主要应用在对灵活性和扩展性要求很高的系统框架上）；
  • 反射会模糊程序内部逻辑，可读性较差。

面向对象中创建对象，调用指定结构（属性、方法）等功能，可以不适用反射，也可以使用反射，这两者的区别：

• 不使用反射时，我们考虑封装性。比如出了类之后，就不能调用该类中的私有结构；
• 使用反射，我们可以调用运行时类中（运行java代码过程中，加载到内存方法区的类）任意的构造器、属性、方法，包括了私有的属性、方法、构造器。

以前创建对象并调用方法的方式，与通过反射创建对象调用方法的方式对比的话，使用场景：

• 从程序员开发者的角度来说，开发中主要是完成业务代码，对于相关的对象、方法的调用都是确定的。所以，使用非反射的方法多一些；
• 因为反射体现了动态性（可以在运行时动态的获取对象所属的类，动态的调用相关的方法），所以在设计框架的时候，会大量的使用反射。意味着，需要学习框架的源码，那么就需要学习反射。（框架 = 注解+ 反射+ 设计模式）

通过反射，可以调用类中的私有结构，是否与面向对象的封装性是否有冲突？

• 封装性：体现的是是否建议我们调用内部api的问题，比如private声明的结构，意味着不建议调用；
• 反射：体现的是我们能否调用的问题。因为类的完整结构都加载到了内存中，所以我们有能力进行调用。

对Class类的理解
Class是反射的源头。


获取Class实例的几种方式：

• 调用运行时类的静态属性：class。如： Class 变量名 = 类名.class；
• 调用运行时类的对象的getClass()。如：Class 变量名 = 实例.getClass()；
• 调用Class的静态方法forName(String className)。如：Class 变量名 = Class.forName(“全类名”)；
• 使用类的加载器（了解，与前一种方式的使用场景相同）
  
  哪些类型有Class对象：
• class：外部类，成员（成员内部类，静态内部类），局部内部类，匿名内部类；
• interface：接口；
• []：数组
• enum：枚举
• annotation：注解@interface
• primitive type：基本数据类型
• void
  简而言之，所有Java类。
  
  类的加载过程：
  
  类加载器（JDK8版本为例）：
  
  
  类加载器分类：
• BootstrapClassLoader：引导类加载器、启动类加载器
• 继承于ClassLoader的类加载器
  • ExtensionClassLoader：扩展类加载器；
  • SystenClassLoader/ApplicationClassLoader：系统类加载器、应用程序类加载器；
  • 用户自定义类的加载器