【什么是反射机制？为什么反射慢？】

✅典型解析

反射机制指的是程序在运行时能够获取自身的信息。在iava中，只要给定类的名字，那么就可以通过反射机制来获得类的所有属性和方法。

Java的反射可以:

1.在运行时判断任意一个对象所属的类
2.在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法
3。在运行时任意调用一个对象的方法
4.在运行时构造任意一个类的对象

看一个Java反射机制代码：

import java.lang.reflect.Field;  
import java.lang.reflect.Method;  
  
public class ComplexReflectionExample {  
  
    public static void main(String[] args) throws Exception {  
        // 获取Person类的Class对象  
        Class<?> personClass = Class.forName("com.example.Person");  
  
        // 创建一个新的Person对象  
        Object person = personClass.getDeclaredConstructor().newInstance();  
  
        // 调用set方法设置属性值  
        Method setNameMethod = personClass.getMethod("setName", String.class);  
        setNameMethod.invoke(person, "John Doe");  
  
        Method setAgeMethod = personClass.getMethod("setAge", int.class);  
        setAgeMethod.invoke(person, 30);  
  
        // 访问私有字段  
        Field nameField = personClass.getDeclaredField("name");  
        nameField.setAccessible(true);  
        String name = (String) nameField.get(person);  
        System.out.println("Name: " + name);  
  
        Field ageField = personClass.getDeclaredField("age");  
        ageField.setAccessible(true);  
        int age = ageField.getInt(person);  
        System.out.println("Age: " + age);  
    }  
}

假设我们有一个名为com.example.Person的类，其中包含一个私有字段name和一个私有方法setName和setAge。这个示例中，我们使用反射机制来动态创建Person对象，并调用它的setName和setAge方法来设置属性值。然后，我们使用反射来访问私有字段name和age，并打印它们的值。这个示例演示了如何使用反射机制来动态地创建对象、调用方法和访问字段，即使它们是私有的。

所以，我们应该在业务代码中应该尽量免使用反射，但是，作为一人合格的Java开发，也要能懂中间件，框架中的反射代码。在有些场景下，要知道可以使用反射解决部分问题。

那么，反射为什么慢呢? 主要由以下几个原因:

1、由于反射涉及动态解析的类型，因此不能执行某些Java虚拟机优化，如JIT优化


2、在使用反射时，参数需要包装(boxing)成Obiect[ ] 类型，但是真正方法执行的时候，又需要再拆包(unboxing)成真正的类型，这些动作不仅消耗时间，而且过程中也会产生很多对象，对象一多就容易导致GC，GC也会导致应用变慢。


3、反射调用方法时会从方法数组中遍历查找，并且会检查可见性。这些动作都是群时的


4、不仅方法的可见性要做检查，参数也需要做很多额外的检查

看一段代码：

public class ReflectionPerformanceDemo {  
    public static void main(String[] args) throws Exception {  
        // 创建Person对象  
        Person person = new Person("John Doe", 30);  
  
        // 使用反射获取name字段  
        Field nameField = person.getClass().getDeclaredField("name");  
        nameField.setAccessible(true);  
        String name1 = (String) nameField.get(person);  
  
        // 使用直接访问获取name字段  
        String name2 = person.getName();  
  
        // 使用反射调用setName方法  
        Method setNameMethod = person.getClass().getMethod("setName", String.class);  
        setNameMethod.invoke(person, "Jane Doe");  
  
        // 使用直接调用调用setName方法  
        person.setName("Jane Doe");  
  
        // 输出结果  
        System.out.println("Reflection name: " + name1);  
        System.out.println("Direct name: " + name2);  
    }  
}  
  
class Person {  
    private String name;  
    private int age;  
  
    public Person(String name, int age) {  
        this.name = name;  
        this.age = age;  
    }  
  
    public String getName() {  
        return name;  
    }  
  
    public void setName(String name) {  
        this.name = name;  
    }  
  
    public int getAge() {  
        return age;  
    }  
  
    public void setAge(int age) {  
        this.age = age;  
    }  
}

创建了一个Person类，其中包含一个私有字段name和一个私有方法setName。然后，我们在main方法中创建了一个Person对象，并分别使用反射和直接访问来获取name字段的值，以及调用setName方法。最后，我们输出结果。你会发现，使用反射获取字段值和使用反射调用方法的时间都更长。这主要是因为反射机制需要在运行时解析类的元数据，并且需要进行安全检查，而直接访问字段和方法则不需要这些开销。因此，在性能敏感的应用程序中，应该尽量避免使用反射，或者只在必要时使用反射。

✅拓展知识仓

✅反射常见的应用场景

1.动态代理
2.JDBC的class.forName
3.BeanUtils中属性值的拷贝
4.RPC框架
5.ORM框架
6.Spring的IOC/DI

✅反射和Class的关系

Java的Class类是iava反射机制的基础,通过Class类我们可以获得关于一个类的相关信息。

Java.lang.Class是一个比较特殊的类，它用于封装被装入到VM中的类(包括类和接口)的信息。当一个类或接口被装入的JVM时便会产生一个与之关联的iava.lang.Class对象，可以通过这个Class对象对被装入类的详细信息进行访问。

虚拟机为每种类型管理一个独一无二的Class对象。也就是说，每个类(型)都有一个Class对象。运行程序时Java虚拟机(VM)首先检查是否所要加载的类对应的Class对象是否已经加载。如果没有加载，JVM就会根据类名查找.class文件，并将其Class对象载入。

看一段代码吧。

import java.lang.reflect.Method;  
  
public class ReflectionExample {  
    public static void main(String[] args) {  
        try {  
            // 获取String类的Class对象  
            Class<?> stringClass = Class.forName("java.lang.String");  
  
            // 输出类名  
            System.out.println("Class Name: " + stringClass.getName());  
  
            // 获取所有公共方法  
            Method[] methods = stringClass.getMethods();  
  
            // 输出方法信息  
            System.out.println("Methods:");  
            for (Method method : methods) {  
                System.out.println("  " + method.getName());  
            }  
  
            // 获取并调用特定方法  
            Object str = stringClass.getDeclaredConstructor().newInstance();  
            Method charAtMethod = stringClass.getMethod("charAt", int.class);  
            Character charAtPosition = (Character) charAtMethod.invoke(str, 5);  
            System.out.println("Character at position 5: " + charAtPosition);  
        } catch (Exception e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  
}

使用Class.forName()方法获取java.lang.String类的Class对象。然后，我们使用getName()方法获取类名，使用getMethods()方法获取所有的公共方法，使用getDeclaredConstructor()和newInstance()方法创建新的对象，并使用getMethod()和invoke()方法调用特定的方法。