【JAVA基础】反射

编译期和运行期

首先大家应该先了解两个概念，编译期和运行期，编译期就是编译器帮你把源代码翻译成机器能识别的代码，比如编译器把java代码编译成jvm识别的字节码文件，而运行期指的是将可执行文件交给操作系统去执行，

什么是反射

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方法和属性；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射机制

反射就是在运行时才知道要操作的类是什么，并且可以在运行时获取类的完整构造，并调用对应的方法。

使用反射

正常调用：

Apple apple = new Apple();
apple.setPrice(5);

反射调用

从这个简单的例子可以看出，一般情况下我们使用反射获取一个对象的步骤：
1、获取类的 Class 对象实例

Class clz = Class.forName("com.zhenai.api.Apple");

2、根据 Class 对象实例获取 Constructor 对象

Constructor appleConstructor = clz.getConstructor();

3、使用 Constructor 对象的 newInstance 方法获取反射类对象

Object appleObj = appleConstructor.newInstance();

而如果要调用某一个方法，则需要经过下面的步骤：
1、获取方法的 Method 对象

Method setPriceMethod = clz.getMethod("setPrice", int.class);

2、利用 invoke 方法调用方法

setPriceMethod.invoke(appleObj, 14);

class 类对象的三种实例化模式

Class类对象的三种实例化模式
要想解剖一个类,必须先要获取到该类的字节码文件对象。而解剖使用的就是Class类中的方法.所以先要获取到每一个字节码文件对应的Class类型的对象.

Class类对象的三种实例化模式：

反射原理

1.java文件被编译成class文件

当我们编写完一个Java项目之后，每个java文件都会被编译成一个.class文件。

2.class文件加载到JVM

Java程序在运行时，首先需要将需要的类加载到内存中。

这些class文件在程序运行时，会被ClassLoader加载到JVM中，当一个类被加载以后，JVM就会在内存中自动产生一个Class对象，用于描述该类的信息。

3.获取类的Class对象

Java反射的第一步是获取需要操作的类的Class对象，如下所示：

// 获取Class对象
Class<?> clazz = Class.forName("com.mikechen.MyClass");

Class对象是Java反射的核心，它包含了该类的所有信息，包括构造函数、方法、属性等。

4.获取类的构造函数、方法和属性

在获取到Class对象之后，可以通过反射获取类的构造函数、方法和属性等信息。

// 获取Person类的Class对象
Class<?> personClass = Class.forName("Person");// 创建一个Person对象
Constructor<?> constructor = personClass.getConstructor(String.class, int.class);
Object person = constructor.newInstance("Alice", 25);// 获取name属性并且输出它的值
Field nameField = personClass.getDeclaredField("name");
nameField.setAccessible(true);
String name = (String) nameField.get(person);
System.out.println(name);// 设置name属性的值
nameField.set(person, "Bob");
System.out.println(((Person) person).getName());// 获取sayHello方法并且调用它
Method sayHelloMethod = personClass.getDeclaredMethod("sayHello");
sayHelloMethod.invoke(person);

这样我们就可以通过Java反射获取到类的所有信息了。

5.Java反射方法

Java反射方法常见的有：
getConstructors()：获取类的所有public构造函数；
getDeclaredConstructors()：获取类的所有构造函数，包括public和非public；
getMethods()：获取类的所有public方法，包括从父类继承而来的方法；
getDeclaredMethods()：获取类的所有方法，包括public和非public；
getFields()：获取类的所有public属性，包括从父类继承而来的属性；
getDeclaredFields()：获取类的所有属性，包括public和非public；

反射的优缺点

1、优点：
在运行时获得类的各种内容，进行反编译，对于Java这种先编译再运行的语言，能够让我们很方便的创建灵活的代码，这些代码可以在运行时装配，无需在组件之间进行源代码的链接，更加容易实现面向对象。

2、缺点：
（1）反射会消耗一定的系统资源，因此，如果不需要动态地创建一个对象，那么就不需要用反射；

（2）反射调用方法时可以忽略权限检查，因此可能会破坏封装性而导致安全问题。

反射的用途

1、反编译：.class–>.java

2、通过反射机制访问java对象的属性，方法，构造方法等

3、当我们在使用IDE,比如Ecplise时，当我们输入一个对象或者类，并想调用他的属性和方法是，一按点号，编译器就会自动列出他的属性或者方法，这里就是用到反射。

4、反射最重要的用途就是开发各种通用框架。比如很多框架（Spring）都是配置化的（比如通过XML文件配置Bean），为了保证框架的通用性，他们可能需要根据配置文件加载不同的类或者对象，调用不同的方法，这个时候就必须使用到反射了，运行时动态加载需要的加载的对象。

5、例如，在使用Strut2框架的开发过程中，我们一般会在struts.xml里去配置Action，比如

<action name = "login" class="com.xiazi.test.LoginAction">
<result>login.jsp</result>
</action>

比如我们请求login.action时，那么StrutsPrepareAndExecuteFilter就会去解析struts.xml文件，从action中查找出name为login的Action，并根据class属性创建SimpleLoginAction实例，并用Invoke方法来调用execute方法，这个过程离不开反射。配置文件与Action建立了一种映射关系，当View层发出请求时，请求会被StrutsPrepareAndExecuteFilter拦截，然后StrutsPrepareAndExecuteFilter会去动态地创建Action实例。

比如，加载数据库驱动的，用到的也是反射。

Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

类的加载时机

1、静态加载
当新创建一个对象时（new）,该类会被加载；
当调用类中的静态成员时，该类会被加载；
当子类被加载时，其超类也会被加载；

2、动态加载
通过反射的方式，在程序运行时使用到哪个类，该类才会被加载；

反射应用场景

1.动态代理

使用反射可以在运行时动态地创建代理类，这在实现AOP（面向切面编程）时非常有用。

2.注解处理器

使用反射可以在运行时动态地解析注解，并执行注解所定义的操作，例如生成代码或加载配置文件。

3.依赖注入

使用反射可以在运行时动态地实例化对象，并将其注入到其他对象中，从而实现依赖注入的功能。

4.反射工厂

使用反射可以在运行时动态地创建对象，并执行对象的方法，这对于编写通用代码非常有用。