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什么是反射机制?反射机制的应用场景有哪些?

什么是反射机制?反射机制的应用场景有哪些?

作者: 前端三少爷 | 来源:发表于2020-11-02 11:41 被阅读0次

    反射机制介绍

    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。

    获取 Class 对象的四种方式

    如果我们动态获取到这些信息,我们需要依靠 Class 对象。Class 类对象将一个类的方法、变量等信息告诉运行的程序。Java 提供了四种方式获取 Class 对象:

    1.知道具体类的情况下可以使用:

    Class alunbarClass = TargetObject.class;
    

    但是我们一般是不知道具体类的,基本都是通过遍历包下面的类来获取 Class 对象,通过此方式获取Class对象不会进行初始化

    2.通过 Class.forName()传入类的路径获取:

    Class alunbarClass1 = Class.forName("cn.javaguide.TargetObject");
    

    Class.forName(className)方法,内部实际调用的是一个native方法 forName0(className, true, ClassLoader.getClassLoader(caller), caller);

    第2个boolean参数表示类是否需要初始化,Class.forName(className)默认是需要初始化。

    一旦初始化,就会触发目标对象的 static块代码执行,static参数也会被再次初始化。

    3.通过对象实例instance.getClass()获取:

    Employee e = new Employee();
    Class alunbarClass2 = e.getClass();
    

    4.通过类加载器xxxClassLoader.loadClass()传入类路径获取

    class clazz = ClassLoader.LoadClass("cn.javaguide.TargetObject");
    

    通过类加载器获取Class对象不会进行初始化,意味着不进行包括初始化等一些列步骤,静态块和静态对象不会得到执行

    代码实例

    简单用代码演示一下反射的一些操作!

    1.创建一个我们要使用反射操作的类 TargetObject

    package cn.javaguide;
    
    public class TargetObject {
        private String value;
    
        public TargetObject() {
            value = "JavaGuide";
        }
    
        public void publicMethod(String s) {
            System.out.println("I love " + s);
        }
    
        private void privateMethod() {
            System.out.println("value is " + value);
        }
    }
    

    2.使用反射操作这个类的方法以及参数

    package cn.javaguide;
    
    import java.lang.reflect.Field;
    import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
    import java.lang.reflect.Method;
    
    public class Main {
        public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
            /**
             * 获取TargetObject类的Class对象并且创建TargetObject类实例
             */
            Class<?> tagetClass = Class.forName("cn.javaguide.TargetObject");
            TargetObject targetObject = (TargetObject) tagetClass.newInstance();
            /**
             * 获取所有类中所有定义的方法
             */
            Method[] methods = tagetClass.getDeclaredMethods();
            for (Method method : methods) {
                System.out.println(method.getName());
            }
            /**
             * 获取指定方法并调用
             */
            Method publicMethod = tagetClass.getDeclaredMethod("publicMethod",
                    String.class);
    
            publicMethod.invoke(targetObject, "JavaGuide");
            /**
             * 获取指定参数并对参数进行修改
             */
            Field field = tagetClass.getDeclaredField("value");
            //为了对类中的参数进行修改我们取消安全检查
            field.setAccessible(true);
            field.set(targetObject, "JavaGuide");
            /**
             * 调用 private 方法
             */
            Method privateMethod = tagetClass.getDeclaredMethod("privateMethod");
            //为了调用private方法我们取消安全检查
            privateMethod.setAccessible(true);
            privateMethod.invoke(targetObject);
        }
    }
    
    

    输出内容:

    publicMethod
    privateMethod
    I love JavaGuide
    value is JavaGuide
    
    

    注意 : 有读者提到上面代码运行会抛出 ClassNotFoundException 异常,具体原因是你没有下面把这段代码的包名替换成自己创建的 TargetObject 所在的包 。

    Class<?> tagetClass = Class.forName("cn.javaguide.TargetObject");
    

    静态编译和动态编译

    • 静态编译: 在编译时确定类型,绑定对象
    • 动态编译: 运行时确定类型,绑定对象

    反射机制优缺点

    • 优点: 运行期类型的判断,动态加载类,提高代码灵活度。
    • 缺点: 1,性能瓶颈:反射相当于一系列解释操作,通知 JVM 要做的事情,性能比直接的 java 代码要慢很多。2,安全问题,让我们可以动态操作改变类的属性同时也增加了类的安全隐患。

    反射的应用场景

    反射是框架设计的灵魂。

    在我们平时的项目开发过程中,基本上很少会直接使用到反射机制,但这不能说明反射机制没有用,实际上有很多设计、开发都与反射机制有关,例如模块化的开发,通过反射去调用对应的字节码;动态代理设计模式也采用了反射机制,还有我们日常使用的 Spring/Hibernate 等框架也大量使用到了反射机制。

    举例:

    1. 我们在使用 JDBC 连接数据库时使用 Class.forName()通过反射加载数据库的驱动程序;
    2. Spring 框架的 IOC(动态加载管理 Bean)创建对象以及 AOP(动态代理)功能都和反射有联系;
    3. 动态配置实例的属性;
    4. ......

    作者:Snailclimb
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    来源:github

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