java反射

一、介绍

Reflection(反射) 是 Java 程序开发语言的特征之一,它允许运行中的 Java 程序对自身进行检查,或者说“自审”,也有称作“自省”。

反射非常强大,它甚至能直接操作程序的私有属性。我们前面学习都有一个概念,被private封装的资源只能类内部访问,外部是不行的,但这个规定被反射赤裸裸的打破了。

反射就像一面镜子,它可以在运行时获取一个类的所有信息,可以获取到任何定义的信息(包括成员变量,成员方法,构造器等),并且可以操纵类的字段、方法、构造器等部分。

 

二、使用场景

使用场景一:编程工具 IDEA 或 Eclipse 等,在写代码时会有代码(属性或方法名)提示,就是因为使用了反射。

 

使用场景二:很多知名的框架,为了让程序更优雅更简洁,也会使用到反射。

例如,Spring 可以通过配置来加载不同的类,调用不同的方法,代码如下所示:

<bean id="person" class="com.spring.beans.Person" init-method="initPerson">
</bean>

例如,MyBatis 在 Mapper 使用外部类的 Sql 构建查询时,代码如下所示:

@SelectProvider(type = PersonSql.class, method = "getListSql")
List<Person> getList();
class PersonSql {
    public String getListSql() {
        String sql = new SQL() {{
            SELECT("*");
            FROM("person");
        }}.toString();
        return sql;
    }
}

 

使用场景三:数据库连接池,也会使用反射调用不同类型的数据库驱动。

示例代码如下所示:

String url = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/mydb";
String username = "root";
String password = "root";
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);

 

三、反射的使用

反射获取调用类可以通过 Class.forName(),

反射获取类实例要通过 newInstance(),相当于 new 一个新对象,

反射获取方法要通过 getMethod(),获取到类方法之后使用 invoke() 对类方法进行调用。

如果是类方法为私有方法的话,则需要通过 setAccessible(true) 来修改方法的访问限制,

以上的这些操作就是反射的基本使用。

 

 

四、反射的方法

获取包名、类名

clazz.getPackage().getName()//包名

clazz.getSimpleName()//类名

clazz.getName()//完整类名

 

获取成员变量定义信息

getFields()//获取所有公开的成员变量,包括继承变量

getDeclaredFields()//获取本类定义的成员变量,包括私有,但不包括继承的变量

getField(变量名)

getDeclaredField(变量名)

 

获取构造方法定义信息

getConstructor(参数类型列表)//获取公开的构造方法

getConstructors()//获取所有的公开的构造方法

getDeclaredConstructors()//获取所有的构造方法,包括私有

getDeclaredConstructor(int.class,String.class)

 

获取方法定义信息

getMethods()//获取所有可见的方法,包括继承的方法

getMethod(方法名,参数类型列表)

getDeclaredMethods()//获取本类定义的的方法,包括私有,不包括继承的方法

getDeclaredMethod(方法名,int.class,String.class)

 

反射新建实例

clazz.newInstance();//执行无参构造创建对象

clazz.newInstance(666,”海绵宝宝”);//执行含参构造创建对象

clazz.getConstructor(int.class,String.class)//获取构造方法

 

反射调用成员变量

clazz.getDeclaredField(变量名);//获取变量

clazz.setAccessible(true);//使私有成员允许访问

f.set(实例,值);//为指定实例的变量赋值,静态变量,第一参数给null

f.get(实例);//访问指定实例变量的值,静态变量,第一参数给null

 

反射调用成员方法

Method m = Clazz.getDeclaredMethod(方法名,参数类型列表);

m.setAccessible(true);//使私有方法允许被调用

m.invoke(实例,参数数据);//让指定实例来执行该方法

 

五、常见面试题

1、java反射的作用

反射机制是在运行时,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法;

对于任意个对象,都能够调用它的任意一个方法。

在java中,只要给定类的名字,就可以通过反射机制来获得类的所有信息。

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。

 

 

2、反射的实现方式

第一步:获取Class对象,有4中方法:

1)Class.forName(“类的路径”);

2)类名.class

3)对象名.getClass()

4)基本类型的包装类,可以调用包装类的Type属性来获得该包装类的Class对象

<think>好的,用户想了解Java反射,我得好好整理一下相关知识。首先,反射Java的高级特性,允许程序在运行时检查或修改行为。得从基本概念讲起,比如Class对象,这是反射的核心。然后要解释如何获取Class实例,三种方式:.class、getClass()、Class.forName()。 接下来是具体应用场景,比如动态加载类、获取方法、构造实例、访问字段等。需要举例说明,比如Class.forName("java.util.ArrayList"),还有getMethod()和invoke()的使用。可能用户对实际应用比较感兴趣,所以得举一些实际的例子,比如框架中使用反射的例子,比如Spring的依赖注入。 还要提到反射的优缺点,性能问题,安全性限制,以及如何绕过访问检查,比如setAccessible(true)。这里需要注意说明使用反射可能带来的问题,比如破坏封装性,安全风险等,让用户有全面的认识。 结构方面,按照用户的要求,分步骤解释,先定义,再核心类,然后使用步骤,接着应用场景,最后优缺点。确保每个部分都有清晰的标题,使用中文,行内公式用$符号,比如加载类时的Class.forName("ClassName")可能需要用代码块表示,但用户要求的是数学表达式,可能这里不需要。不过要注意LaTeX的正确使用,如果有数学相关的内容,比如泛型中的类型参数,可能需要用$T$来表示,但Java反射中可能不涉及太多数学公式,所以可能主要用代码示例。 需要检查是否符合系统级指令,特别是格式要求。行内数学表达式用$...$,独立公式用$$...$$,但Java反射内容可能较少涉及数学表达式,所以可能主要用代码块或者文字描述。不过如果有涉及的地方,比如方法参数类型,可能需要用代码格式而不是LaTeX,这点需要注意。用户可能希望看到具体的Java代码示例,但根据系统指令,可能需要避免使用代码块,而是用文字描述,或者用引号括起来? 不过用户给的例子中有类似$(a+b)^2$这样的公式,所以如果回答中有类似需要表达数学内容的地方,要用LaTeX。但Java反射主要涉及类、方法、字段等,可能不需要太多数学公式。所以可能主要用文字描述,结构清晰,分点列出。 可能用户是Java初学者,或者想深入了解反射机制,应用在框架或动态代理中。所以需要由浅入深,先讲是什么,再讲怎么用,最后讲注意事项。确保步骤清晰,帮助用户逐步理解。同时要提醒反射的适用场景和潜在问题,避免滥用。 总结一下,回答的结构应该是: 1. 反射的定义和作用 2. 核心类:Class, Field, Method, Constructor 3. 使用步骤:获取Class对象、创建实例、访问字段、调用方法 4. 应用场景:动态代理、框架、IDE等 5. 优缺点:灵活性 vs 性能和安全 需要确保每个部分都有例子,比如获取Class对象的三种方式,调用私有方法的过程,以及如何修改私有字段。同时要提到反射在常见框架中的应用,比如Spring和Hibernate,让用户明白其实际价值。 最后检查是否符合所有系统指令,特别是LaTeX的使用,但可能在这题中用得不多。如果有代码示例,可能需要用代码块,但根据用户的系统指令,可能要求使用$...$,但代码部分可能更适合用文字描述。或者用户允许代码块?需要看系统指令,用户可见层第一条要求结构清晰,帮助解决问题,所以可能需要适当使用代码示例,但根据系统级指令,可能要用行内代码用$...$,但不太确定。可能用户希望用更自然的中文描述,而代码部分用引号或斜体,但最好确认。 根据用户给的例子,比如用户提到$( \int_{-\pi}^{\pi} \cos(nx)\sin(mx)dx = 0 $,这说明数学公式需要用LaTeX,但代码示例可能不需要,所以可能分开处理。Java反射中的类名和方法名可以用引号括起来,如`Class.forName("java.lang.String")`,但根据系统指令,是否要处理成LaTeX?可能不需要,直接使用反引号或普通文字。不过用户没有明确说明代码的格式,所以可能按照常规方式处理,用文字描述,避免使用代码块,而用行内说明。 总之,整理好结构,分点说明,确保涵盖核心概念、使用方法和注意事项,让用户能够全面理解Java反射的机制和应用。</think>以下是对Java反射的逐步解释: # Java反射机制详解 ## 一、基本定义 Java反射(Reflection)是$JVM$在运行时动态**检查/修改**类信息和对象行为的机制。通过`java.lang.reflect`包中的类实现,允许程序: 1. 获取任意类的$Class$对象 2. 分析类的字段/方法/构造器 3. 动态创建对象实例 4. 调用方法或修改字段值 ## 二、核心组件 | 类名 | 功能描述 | |--------------------|---------------------------------| | `Class` | 表示正在运行的Java类或接口 | | `Field` | 提供类/接口的字段信息及访问权限 | | `Method` | 提供类/接口的方法信息及调用能力 | | `Constructor` | 提供类的构造器信息及实例化能力 | | `Array` | 动态创建和访问数组的静态方法 | ## 三、使用步骤 ### 步骤1:获取Class对象 ```java // 方式1:通过类字面常量 Class<?> strClass = String.class; // 方式2:通过对象实例 String s = "test"; Class<?> cls1 = s.getClass(); // 方式3:动态加载类 Class<?> arrayListClass = Class.forName("java.util.ArrayList"); ``` ### 步骤2:实例化对象 ```java Constructor<?> constructor = strClass.getConstructor(String.class); Object strInstance = constructor.newInstance("Hello Reflection"); ``` ### 步骤3:访问字段 ```java Field[] fields = cls.getDeclaredFields(); Field nameField = cls.getDeclaredField("name"); nameField.setAccessible(true); // 突破私有访问限制 nameField.set(obj, "newValue"); ``` ### 步骤4:调用方法 ```java Method method = cls.getMethod("methodName", String.class, int.class); Object result = method.invoke(obj, "param1", 123); ``` ## 四、典型应用场景 1. **动态代理**:`Proxy.newProxyInstance()`创建接口代理 $$动态代理类 = 原始类功能 + 增强逻辑$$ 2. **框架开发**: - Spring的依赖注入(通过反射创建Bean) - Hibernate的实体映射(解析注解配置) 3. **IDE功能**: - 代码自动补全 - 调试器的变量查看 4. **序列化工具**:Jackson/GSON通过反射获取字段信息 ## 五、优缺点分析 ✓ **优势**: - 实现高度灵活的代码(如插件系统) - 支持运行时类型检查 - 突破封装访问私有成员 ✗ **缺陷**: - 性能开销(比直接调用慢$10^{1}$~$10^{2}$倍) - 破坏封装性导致安全隐患 - 绕过泛型类型检查(可能引发`ClassCastException`) ## 六、性能优化建议 1. 缓存重复使用的$Class/Method$对象 2. 优先使用`setAccessible(true)`代替重复访问检查 3. 对高频调用使用`MethodHandle`(Java 7+) > **重要限制**:在模块化系统(Java 9+)中,需要明确授予反射访问权限(`opens`指令) 此机制为Java带来动态特性,但需严格遵循**最小使用原则**,仅在必要时选择反射方案。
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