理解Java反射的正確姿勢

反射簡介

反射是Java的高階特性之一，但是在實際的開發中，使用Java反射的案例卻非常的少，但是反射確實在底層框架中被頻繁的使用。

比如：

JDBC中的載入資料庫驅動程式，Spring框架中載入bean物件，以及態代理

，這些都使用到反射，因為我們要想理解一些框架的底層原理，反射是我們必須要掌握的。

理解反射我們先從他的概念入手，那麼什麼是反射呢？

反射就是在

執行狀態能夠動態的獲取該類的屬性和方法，並且能夠任意的使用該類的屬性和方法

，這種動態獲取類資訊以及動態的呼叫物件的方法的功能就是反射。

實現上面操作的前提是能夠獲取到該類的位元組碼物件，也就是。class檔案，在反射中獲取class檔案的方式有三種：

類名.class

如：Person。class

物件.class

如：person。class

Class.forName(全類名)獲取

如：Class。forName（“ldc。org。demo。person”）

Class物件

對於反射的執行過程的原理，我這裡畫了一張圖，以供大家參考理解。

我們看過JVM的相關書籍都會詳細的瞭解到，Java檔案首先要透過編譯器編譯，編譯成Class檔案，然後透過類載入器（ClassLoader）將class檔案載入到JVM中。

在JVM中Class檔案都與一個Class物件對應，在因為Class物件中包含著該類的類資訊，只要獲取到Class物件便可以操作該類物件的屬性與方法。

在這裡深入理解反射之前先來深入的理解Class物件，它包含了類的相關資訊。

Java中我們在執行時識別物件和類的資訊，也叫做RTTI，方式主要有來兩種：

傳統的RTTI（Run-Time Type Information）

反射機制

那麼什麼是RTTI呢？RTTI稱為執行時型別識別，傳統的RTTI是在編譯時就已經知道所有型別；而反射機制則是在程式執行時才確定的型別資訊。

想要執行時使用型別資訊，就必須要獲取Class物件的引用，獲取Class物件的方式上面已經提及。

這裡有點區別的就是

使用(.class)方式獲取Class物件，並不會初始化Class物件，而使用(forName("全類名"))的方式會自動初始化Class物件

。

當一個。class檔案要被載入到JVM中的時候，會進行如下的準備工作，首先會檢查這個類是否被載入，若是沒有被載入就會根據全類名找到class檔案，接著載入Class檔案，並建立類的靜態成員引用。

但是在

程式中並非是一開始就完全載入該類的class檔案，而是在程式用的地方再載入，即為懶載入模式

。

當載入完Class檔案後，接著就會驗證Class檔案中的位元組碼，並靜態域分配儲存空間。這個過程也叫做

連結

。

最後一步就是進行

初始化

，即為了使用類而提前做的準備工作如下圖所示：

反射

反射對應到Java中的類庫就是在java。lang。reflect下，在該包下包含著Field、Method和Constructor類。

Field是表示一個類的屬性資訊，Method表示類的方法資訊，Constructor表示的是類的構造方法的資訊。

在反射中常用的方法，我這裡做了一個列舉，當然更加詳細的可以查官方的API文件進行學習。

方法名作用getConstructors（）獲取公共構造器getDeclaredConstructors（）獲取所有構造器newInstance（）獲取該類物件getName（）獲取類名包含包路徑getSimpleName（）獲取類名不包含包路徑getFields（）獲取類公共型別的所有屬性getDeclaredFields（）獲取類的所有屬性getField（String name）獲取類公共型別的指定屬性getDeclaredField（String name）獲取類全部型別的指定屬性getMethods（）獲取類公共型別的方法getDeclaredMethods（）獲取類的所有方法getMethod（String name， Class［］ parameterTypes）獲得類的特定公共型別方法getDeclaredClasses（）獲取內部類getDeclaringClass（）獲取外部類getPackage（）獲取所在包

另外對於反射的使用這裡附上一段小demo，具體的實際應用，會在後面繼續說到，並且也會附上程式碼的實現：

public class User{ private String name； private Integer age； public User（） { } public User（String name， Integer age） { this。name = name； this。age = age； } private void privateMethod（）{ System。err。println（“privateMethod”）； } public void publicMethod（String param）{ System。err。println（“publicMethod”+param）； } @Override public String toString（） { return “User{” + “name=‘” + name + ’\‘’ + “， age=” + age + ‘}’； }}

在User的實體類中，有兩個屬性age和name，並且除了有兩個測試方法privateMethod和publicMethod用於測試私有方法和公共方法的獲取。接著執行如下程式碼：

Class clazz=User。class；//獲取有參構造Constructor constructor = clazz。getConstructor（String。class， Integer。class）；//獲取該類物件並設定屬性的值Object obj = constructor。newInstance（“黎杜”， 18）；//獲得類全類名，既包含包路徑String fullClassName = clazz。getName（）；//獲得類名String className = clazz。getSimpleName（）；//獲得類中公共型別（public）屬性Field［］ fields = clazz。getFields（）；String fieldName=“”；for（Field field ： fields）{ // 獲取屬性名 fieldName=field。getName（）； System。out。println（fieldName）}//獲得類中全部型別屬性（包括private）Field［］ fieldsAll = clazz。getDeclaredFields（）；fieldName=“”；for（Field field ： fieldsAll）{ // 獲取屬性名 fieldName=field。getName（）； System。out。println（fieldName）}//獲得指定公共屬性值Field age = clazz。getField（“age”）；Object value = age。get（obj）；System。err。println（“公共指定屬性：”+value）；//獲得指定的私有屬性值Field name = clazz。getDeclaredField（“name”）；//設定為true才能獲取私有屬性name。setAccessible（true）；Object value2= name。get（obj）；System。err。println（“私有指定屬性值：”+value2）；//獲取所有公共型別方法 這裡包括 Object 類的一些方法Method［］ methods = clazz。getMethods（）；String methodsName=“”；for（Method method ： methods）{ methodsName=method。getName（）；}//獲取該類中的所有方法（包括private）Method［］ methodsAll = clazz。getDeclaredMethods（）；methodsName=“”；for（Method method ： methodsAll）{ methodsName=method。getName（）；}//獲取並使用指定方法Method privateMethod= clazz。getDeclaredMethod（“privateMethod”）；//獲取無參私有方法privateMethod。setAccessible（true）；privateMethod。invoke（obj）；//呼叫方法Method publicMethod= clazz。getMethod（“publicMethod”，String。class）；//獲取有引數方法publicMethod。invoke（obj，“黎杜”）；//呼叫有參方法

看完上面的demo以後，有些人會說，老哥這只是一個很簡單的demo，確實是，這裡為了照顧一下一些新手，先熟悉一下反射的一些方法的用法，好戲還在後頭。

反射在jdk 1。5的時候允許對Class物件能夠支援泛型，也稱為泛化Class，具體的使用如下：

Class user= User。class；//泛化class可以直接得到具體的物件，而不再是ObjectUseruser= user。newInstance（）；

泛化實現了在

獲取例項的時候直接就可以獲取到具體的物件

，因為在編譯器的時候就會做型別檢查。當然也可以使用萬用字元的方式，例如：Class<？>

反射實際應用

經過上面的反射的原理介紹，下面就要開始反射的實際場景的應用，所有的技術，你知道的該技術的應用場景永遠是最值錢。這個是越多越好，知道的場景越多思路就越多。

反射的實際場景的應用，這裡主要列舉這幾個方面：

動態代理

JDBC 的資料庫的連線

Spring 框架的使用

動態代理實際就是使用反射的技術來實現，在程式執行時建立一個代理類，用來代理給定的介面，實現動態處理對其所代理的方法的呼叫。

實現動態代理主要有以下幾個步驟：

實現InvocationHandler介面，重寫invoke方法，實現被代理物件的方法呼叫的邏輯。

Proxy。getProxyClass獲取代理類

執行方法，代理成功

動態代理的實現程式碼如下所示，首先建立自己類DynamicProxyHandler實現 InvocationHandler ：

public class DynamicProxyHandler implements InvocationHandler { private Object targetObj； public DynamicProxyHandler（） { super（）； } public DynamicProxyHandler（Object targetObj） { super（）； this。targetObj= targetObj； } @Override public Object invoke（Object proxy， Method method， Object［］ args） throws Throwable { System。err。println（“開始執行targetObj的方法”）； //執行被代理的targetObj的方法 method。invoke（targetObj， args）； System。out。println（“執行方法結束”）； return null； }}

然後執行Proxy。newProxyInstance方法建立代理物件，最後執行代理物件的方法，程式碼實現如下：

User user = new UserImpl（）；DynamicProxyHandler dynamicProxy = new DynamicProxyHandler（user）；//第一個引數：類載入器；第二個引數：user。getClass（）。getInterfaces（）：被代理物件的介面；第三個引數：代理物件User userProxy = （User ） Proxy。newProxyInstance（user。getClass（）。getClassLoader（）， user。getClass（）。getInterfaces（）， dynamicProxy）；userProxy。login（）；userProxy。logout（）；

以上的實現是jdk的動態代理方式，還有一種動態代理是Cglib的動態代理方式，Cglib動態代理也是被廣泛的使用，比如Spring AOP框架中，

實現了方法的攔截功能

。

在ORM框架Hibernate框架也是使用Cglib框架來代理單端single-ended的關聯關係。

jdk的動態代理與Cglib的動態代理的區別在於

jdk動態代理必須實現介面，而Cglib的動態代理是對那些沒有實現介面的類

，實現的原理是透過繼承稱為子類，並覆蓋父類中的一些方法。

對於Cglib的動態代理這裡由於篇幅的原因不再做詳細講解，下一篇將會詳細的講解jdk的動態代理和Cglib的動態代理的實現。

下面我們來看看JDBC中反射的應用案例，在JDBC中使用Class。forName（）方法來載入資料庫驅動，就是使用反射的案例。

讓我們來一波入門的時候寫的程式碼，一波回憶殺歷歷在目，具體的實現程式碼我相信也是很多人在初學者的時候也寫過，如下所示：

Class。forName（“com。mysql。jdbc。Driver”）； //1、使用CLASS 類載入驅動程式 ，反射機制的體現 con = DriverManager。getConnection（“jdbc：mysql：//127。0。0。1：3306/test”，“root”，“root”）； //2、連線資料庫

最後一個案例實現是使用反射模擬Spring透過xml檔案初始化Bean的過程，學過ssm的專案都會依稀的記得Spring的配置檔案，比如：

上面的配置檔案非常的熟悉，在標籤裡面有屬性，屬性有屬性值，以及標籤還有子標籤，子標籤也有屬性和屬性值，那麼怎麼用他們初始化成Bean呢？

思路可以是這樣的，首先得得到配置檔案的位置，然後載入配置檔案，載入配置檔案後就可以解析具體的標籤，獲取到屬性和屬性值，透過屬性值初始化Bean。

實現的程式碼如下，首先載入配置檔案的內容，並獲取到配置檔案的根節點：

SAXReader reader = new SAXReader（）；ClassLoader classLoader = Thread。currentThread（）。getContextClassLoader（）；InputStream is= classLoader。getResourceAsStream（beanXml）；Document doc = reader。read（is）；Element root = doc。getRootElement（）；

拿到根節點後，然後可以獲取bean標籤中的屬性和屬性值，當拿到屬性class屬性值後就可以透過反射初始化Bean物件。

for （Iterator i = root。elementIterator（“bean”）； i。hasNext（）；） { Element foo = （Element） i。next（）； //獲取Bean中的屬性值 Attribute idValue = foo。attribute（“id”）； Attribute clazzValue = foo。attribute（“class”）； //透過反射獲取Class物件 Class bean = Class。forName（clazzValue。getText（））； //並例項化Bean物件 Object obj = bean。newInstance（）； }

除了初始化物件你還可以為Bean物件賦予初始值，例如上面的bean標籤下還有property標籤，以及它的屬性值value：

我們就可以透過以下程式碼來初始化這些值：

BeanInfo beanInfo = Introspector。getBeanInfo（bean）；// bean物件的屬性資訊PropertyDescriptor propertyDescriptor［］ = beanInfo 。getPropertyDescriptors（）；for （Iterator ite = foo。elementIterator（“property”）； ite。hasNext（）；） { Element property= （Element） ite。next（）； Attribute name = property。attribute（“name”）； Attribute value = property。attribute（“value”）； for （int i= 0； k < propertyDescriptor。length； i++） { if （propertyDescriptor［i］。getName（）。equalsIgnoreCase（name。getText（））） { Method method= propertyDescriptor［i］。getWriteMethod（）； //使用反射將值設定進去 method。invoke（obj， value。getText（））； } }

以上就是簡單的三個反射的應用案例，也是比較簡單，大佬不喜勿噴哈，初學者就當是自己學多一點知識，總之一點一點進步。

反射優點和缺點

優點

：反射可以動態的獲取物件，呼叫物件的方法和屬性，並不是寫死的，比較靈活，比如你要例項化一個bean物件，你可能會使用new User（）寫死在程式碼中。

但是使用反射就可以使用class。forName（user）。newInstance（），而變數名user可以寫在xml配置檔案中，這樣就不用修改原始碼，

靈活、可配置

。

缺點

：反射的效能問題一直是被吐槽的地方，反射是一種解釋操作，用於屬性欄位和方法的接入時要遠遠慢於直接使用程式碼，因此普通程式也很少使用反射。