定义
Java 反射机制是发生在运行状态中，对于任何一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任何一个对象，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。
使用场景
反射是在运行时获取确定类型，绑定对象。
常见的两个使用场景
- 运行时获取对象的所有信息
- 泛型擦除
在运行时获取类
这里的运行时指的是程序在运行后。相应的还有编译时，编译时是编译器将源代码翻译成机器能识别的代码。
举个例子说明编译时和运行时的区别：
泛型擦除
示例：设定集合是Int，但是最后输出的集合中包含String，这就实现了泛型擦除功能。
val list = arrayListOf(1,2,3)
val clz = Class.forName("java.util.ArrayList")
val method = clz.getMethod("add", Object::class.java)method.invoke(list,"hhh")Log.e(TAG,"list:${list.toString()}")
输出：
list:[1, 2, 3, hhh]反射的利弊
利
- 运行时类型的判断
- 动态类加载，动态代理使用反射。
弊
- 性能问题，反射相当于一系列解释操作。
JVM不会去优化这部分代码- 代码不易阅读
为什么会出现性能问题？
Method#invoke方法会对参数做封装和解封操作- 需要检查方法可见性
- 需要校验参数
- 反射方法难以内联
JVM无法优化:Java文档中介绍
invoke方法源码：
class Class {
@CallerSensitive
public Method getMethod(String name, Class>... parameterTypes)throws NoSuchMethodException, SecurityException {
Objects.requireNonNull(name);
SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
if (sm != null) {
// 1. 检查方法权限
checkMemberAccess(sm, Member.PUBLIC, Reflection.getCallerClass(), true);
}
// 2. 获取方法
Method method = getMethod0(name, parameterTypes);
if (method == null) {
throw new NoSuchMethodException(methodToString(name, parameterTypes));
}
// 3. 返回方法的拷贝
return getReflectionFactory().copyMethod(method);
}
@CallerSensitive
public Method getDeclaredMethod(String name, Class>... parameterTypes)throws NoSuchMethodException, SecurityException {
Objects.requireNonNull(name);
SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
if (sm != null) {
// 1. 检查方法权限
checkMemberAccess(sm, Member.DECLARED, Reflection.getCallerClass(), true);
}
// 2. 获取方法
Method method = searchMethods(privateGetDeclaredMethods(false), name, parameterTypes);
if (method == null) {
throw new NoSuchMethodException(methodToString(name, parameterTypes));
}
// 3. 返回方法的拷贝
return getReflectionFactory().copyMethod(method);
}
}
如何使用
想要使用反射机制，就必须要先获取到该类的字节码文件对象
(.class)，通过字节码文件对象，就能够通过该类中的方法获取到我们想要的所有信息(方法，属性，类名，父类名，实现的所有接口等等)，每一个类对应着一个字节码文件也就对应着一个Class类型的对象。
获取字节码文件对象
- 1、根据类名：
类名.class - 2、根据对象：
对象.getClass() - 3、根据全限定类名：
Class.forName(全限定类名)
常用的是第一种。
获取构造函数
构造函数分为两种：带参和不带参
- 获取不带参构造函数
Class classs = Class.forName("com.xxx.xxx.User");
Constructor constructor = classs.getDeclaredConstructor();
Object user = constructor.newInstance();
- 获取带参构造函数
Class classs = Class.forName("com.xxx.xxx.User");
Constructor constructor = classs.getConstructor(int.class,String.class);
Object user = constructor.newInstance(1,"张三");
获取成员变量
成员变量一般为公有和私有
- 获取公有成员变量
Class classs = Class.forName("com.xxx.xxx.User");
Constructor constructor = classs.getConstructor();
Object user = constructor.newInstance();
Field declaredField = classs.getField("userName");
// 赋新值
declaredField.set(user, "李四");
- 获取私有成员变量
Class classs = Class.forName("com.xxx.xxx.User");
Constructor constructor = classs.getConstructor();
Object user = constructor.newInstance();
Field declaredField = classs.getDeclaredField("userName");
// 因为属性是私有的，所有需要打开可见权限
declaredField.setAccessible(true);
// 赋新值
declaredField.set(user, "李四");
获取方法
成员方法一般为公有和私有，同时方法也分有参和无参
- 获取公有成员无参方法
Class classs = Class.forName("com.xxx.xxx.User");
Constructor constructor = classs.getConstructor();
Object user = constructor.newInstance();
Method method = classs.getMethod("getUserName");
method.invoke(user);
- 获取公有成员有参方法
Class classs = Class.forName("com.xxx.xxx.User");
Constructor constructor = classs.getConstructor();
Object user = constructor.newInstance();
Method method = classs.getMethod("getUserName", String.class);
method.invoke(user, "王五");
- 获取私有成员无参方法
Class classs = Class.forName("com.xxx.xxx.User");
Constructor constructor = classs.getConstructor();
Object user = constructor.newInstance();
Method method = classs.getDeclaredMethod("getUserName");
// 因为属性是私有的，所有需要打开可见权限
method.setAccessible(true);
method.invoke(user);
- 获取私有成员有参方法
Class classs = Class.forName("com.xxx.xxx.User");
Constructor constructor = classs.getConstructor();
Object user = constructor.newInstance();
Method method = classs.getDeclaredMethod("getUserName",String.class);
// 因为属性是私有的，所有需要打开可见权限
method.setAccessible(true);
method.invoke(user, "王五");
Tip
- 一般来说，构造函数大部分是
public，而成员变量和方法大部分是private。public权限直接正常调用即可、private需要在调用前增加setAccessible(true) - 获取构造函数、成员变量、成员方法都有一个获取所有的方法，根据需要去调用。如：
getConstructor:获取单个构造函数，getConstructors：获取所有构造函数
总结
反射的作用是在运行时动态获取对象信息。
实现步骤：
- 获取
Class：有三种方式，常用的是Class.forName("类全名称") - 获取构造函数：通过
Class对象调用 如：clz.getConstructor()得到构造函数 - 创建对象：通过构造函数创建对象 如：
con.newInstance()
没有 Declared 前缀会返回所有的 public 方法，包括父类的方法。而加 Declared 前缀会返回所有自己定义的方法，public，protected，private 都在此，但是不包括父类的方法。
这也正是 getMethod 和 getDeclaredMethod 的区别。
- 获取私有构造函数
Class classs = Class.forName("com.xxx.xxx.User");
Constructor constructor = classs.getDeclaredConstructor();
// 因为属性是私有的，所有需要打开可见权限
constructor.setAccessible(true);
Object user = constructor.newInstance();
- 获取私有成员变量
...
Field declaredField = classs.getDeclaredField("userName");
// 因为属性是私有的，所有需要打开可见权限
declaredField.setAccessible(true);
- 获取私有成员方法
...
Method method = classs.getDeclaredMethod("getUserName");
// 因为属性是私有的，所有需要打开可见权限
method.setAccessible(true);
反射耗时的原因：
invoke方法需要做封装和解封操作- 需要类型检查、权限检查
- 需要校验参数
- 需要检查方法的可见性
JVM无法做优化
参考
- Reflection：Java反射机制的应用场景
- 深入浅出Java反射原理和使用场景
- java反射机制详解
- Java 反射 -超详细讲解(附源码)
- java反射为什么慢
- 强大的反射库 FreeReflection
