反射机制

JAVA反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制。

一、反射的核心类

Java 反射的核心 API 位于 java.lang.reflect 包中，主要类包括：

• Class<T>：表示一个类或接口的元数据。

• Constructor<T>：表示类的构造方法。

• Field：表示类的成员变量（字段）。

• Method：表示类的方法。

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二、获取 Class 对象的三种方式

1. 通过类名获取

Class<?> clazz1 = String.class; // 直接通过类的静态属性获取

2. 通过对象实例获取

String str = "Hello";

Class<?> clazz2 = str.getClass(); // 对象.getClass()

3. 通过全限定类名动态加载

Class<?> clazz3 = Class.forName("java.lang.String"); // 需处理 ClassNotFoundException

因为在一个类在 JVM 中只会有一个 Class 实例，所以对 c1 、 c2 、 c3 进行 equals 比较时返回的都是

true 。

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三、反射的核心功能

4. 创建对象

// 获取无参构造方法并实例化

Class<?> clazz = Class.forName("com.example.User");

Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor();

Object user = constructor.newInstance();

// 获取有参构造方法并实例化

Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor(String.class, int.class);

Object user = constructor.newInstance("Alice", 25);

5. 操作字段（包括私有字段）

// 获取字段并修改值

Field nameField = clazz.getDeclaredField("name");

nameField.setAccessible(true); // 暴力反射，突破私有权限

nameField.set(user, "Bob");

// 获取字段值

String name = (String) nameField.get(user);

6. 调用方法（包括私有方法）

// 获取方法并调用

Method method = clazz.getDeclaredMethod("sayHello", String.class);

method.setAccessible(true); // 突破私有权限

Object result = method.invoke(user, "World"); // 调用实例方法

7. 获取类信息

// 获取所有公共方法

Method[] methods = clazz.getMethods();

// 获取所有声明字段（包括私有）

Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();

// 获取实现的接口

Class<?>[] interfaces = clazz.getInterfaces();

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四、反射的优缺点

优点

1. 动态性：运行时动态加载类、调用方法，适合框架和工具开发（如 Spring、Hibernate）。

2. 灵活性：突破访问限制（如调用私有方法、修改私有字段）。

3. 通用性：编写通用代码（如 JSON 序列化工具）。

缺点

1. 性能开销：反射操作比直接调用慢（JVM 优化后差距缩小）。

2. 安全性问题：破坏封装性，可能引发安全问题。

3. 代码可读性差：反射代码通常难以维护。

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五、反射的应用场景

1. 框架开发

   1. Spring 的依赖注入（IoC）：通过反射实例化 Bean 并注入属性。

   2. MyBatis 的 ORM 映射：动态设置查询结果到对象字段。

   3. Spring 中的xml的配置模式

2. 动态代理

   1. 结合 Proxy 和 InvocationHandler 实现动态代理（如 AOP）。

3. 注解处理器

   1. 解析自定义注解并执行逻辑（如 JUnit 的 @Test）。

4. 通用工具类

   1. 序列化/反序列化工具（如 Jackson、Gson）。

   2. 数据库连接池的通用查询方法。

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六、示例：通过反射调用私有方法

public class Demo {

private String secret() {

return "Confidential Data";

}

}

// 反射调用

public class ReflectionTest {

public static void main(String[] args) throws Exception {

Class<?> clazz = Class.forName("com.example.Demo");

Object obj = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();

Method method = clazz.getDeclaredMethod("secret");

method.setAccessible(true); // 突破私有权限

String result = (String) method.invoke(obj);

System.out.println(result); // 输出: Confidential Data

}

}

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七、注意事项

1. 性能优化：

   1. 缓存反射获取的 Method、Field 对象，避免重复查找。

   2. 优先使用直接调用，反射仅用于必要场景。

2. 安全管理：

   1. 通过 SecurityManager 限制反射权限（如禁止修改私有字段）。

3. 版本兼容性：

   1. Java 9+ 模块化系统可能限制反射访问，需在 module-info.java 中声明 opens。

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总结（ds学习记录）

Java 反射是强大的动态编程工具，但需谨慎使用。核心价值在于灵活性和动态性，适用于框架和通用工具开发，但在业务代码中应尽量避免滥用。