1. 反射(Reflection)的概念

1.1 反射的出現(xiàn)背景

Java程序中，所有的對(duì)象都有兩種類型：編譯時(shí)類型和運(yùn)行時(shí)類型，而很多時(shí)候?qū)ο蟮木幾g時(shí)類型和運(yùn)行時(shí)類型不一致。

例如：

Object obj = new String("hello");
obj.getClass()

如上：某些變量或形參的聲明類型是Object類型，但是程序卻需要調(diào)用該對(duì)象運(yùn)行時(shí)類型的方法，該方法不是Object中的方法，那么如何解決呢？

解決這個(gè)問題，有兩種方案：

方案1：在編譯和運(yùn)行時(shí)都完全知道類型的具體信息，在這種情況下，我們可以直接先使用instanceof運(yùn)算符進(jìn)行判斷，再利用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換符將其轉(zhuǎn)換成運(yùn)行時(shí)類型的變量即可。

方案2：編譯時(shí)根本無法預(yù)知該對(duì)象和類的真實(shí)信息，程序只能依靠運(yùn)行時(shí)信息來發(fā)現(xiàn)該對(duì)象和類的真實(shí)信息，這就必須使用反射。

1.2 反射概述

Reflection（反射）是被視為動(dòng)態(tài)語言的關(guān)鍵，反射機(jī)制允許程序在運(yùn)行期間借助于Reflection API取得任何類的內(nèi)部信息，并能直接操作任意對(duì)象的內(nèi)部屬性及方法。

加載完類之后，在堆內(nèi)存的方法區(qū)中就產(chǎn)生了一個(gè)Class類型的對(duì)象（一個(gè)類只有一個(gè)Class對(duì)象），這個(gè)對(duì)象就包含了完整的類的結(jié)構(gòu)信息。此時(shí)就可以通過這個(gè)對(duì)象看到類的結(jié)構(gòu)。這個(gè)對(duì)象就像一面鏡子，透過這個(gè)鏡子看到類的結(jié)構(gòu)，所以，我們形象的稱之為：反射。

從內(nèi)存加載上看反射：

1.3 Java反射機(jī)制研究及應(yīng)用

Java反射機(jī)制提供的功能：

• 在運(yùn)行時(shí)判斷任意一個(gè)對(duì)象所屬的類
• 在運(yùn)行時(shí)構(gòu)造任意一個(gè)類的對(duì)象
• 在運(yùn)行時(shí)判斷任意一個(gè)類所具有的成員變量和方法
• 在運(yùn)行時(shí)獲取泛型信息
• 在運(yùn)行時(shí)調(diào)用任意一個(gè)對(duì)象的成員變量和方法
• 在運(yùn)行時(shí)處理注解
• 生成動(dòng)態(tài)代理

1.4 反射相關(guān)的主要API

java.lang.Class：代表一個(gè)類
java.lang.reflect.Method：代表類的方法
java.lang.reflect.Field：代表類的成員變量
java.lang.reflect.Constructor：代表類的構(gòu)造器
......

1.5 反射的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

• 提高了Java程序的靈活性和擴(kuò)展性，降低了耦合性，提高自適應(yīng)能力
• 允許程序創(chuàng)建和控制任何類的對(duì)象，無需提前硬編碼目標(biāo)類

缺點(diǎn)：

• 反射的性能較低。
  • 反射機(jī)制主要應(yīng)用在對(duì)靈活性和擴(kuò)展性要求很高的系統(tǒng)框架上
• 反射會(huì)模糊程序內(nèi)部邏輯，可讀性較差。

2. Class類并獲取Class實(shí)例

要想解剖一個(gè)類，必須先要獲取到該類的Class對(duì)象。而剖析一個(gè)類或用反射解決具體的問題就是使用相關(guān)API:

java.lang.Classjava.lang.reflect.*

所以，Class對(duì)象是反射的根源。

2.1 理解Class

2.1.1 理論上

在Object類中定義了以下的方法，此方法將被所有子類繼承：

public final Class getClass()

以上的方法返回值的類型是一個(gè)Class類，此類是Java反射的源頭，實(shí)際上所謂反射從程序的運(yùn)行結(jié)果來看也很好理解，即：可以通過對(duì)象反射求出類的名稱。

對(duì)象照鏡子后可以得到的信息：某個(gè)類的屬性、方法和構(gòu)造器、某個(gè)類到底實(shí)現(xiàn)了哪些接口。對(duì)于每個(gè)類而言，JRE 都為其保留一個(gè)不變的 Class 類型的對(duì)象。一個(gè) Class 對(duì)象包含了特定某個(gè)結(jié)構(gòu)(class/interface/enum/annotation/primitive type/void/[])的有關(guān)信息。

• Class本身也是一個(gè)類
• Class 對(duì)象只能由系統(tǒng)建立對(duì)象
• 一個(gè)加載的類在 JVM 中只會(huì)有一個(gè)Class實(shí)例
• 一個(gè)Class對(duì)象對(duì)應(yīng)的是一個(gè)加載到JVM中的一個(gè).class文件
• 每個(gè)類的實(shí)例都會(huì)記得自己是由哪個(gè) Class 實(shí)例所生成
• 通過Class可以完整地得到一個(gè)類中的所有被加載的結(jié)構(gòu)
• Class類是Reflection的根源，針對(duì)任何你想動(dòng)態(tài)加載、運(yùn)行的類，唯有先獲得相應(yīng)的Class對(duì)象

2.1.2 內(nèi)存結(jié)構(gòu)上

說明：上圖中字符串常量池在JDK6中存儲(chǔ)在方法區(qū)；JDK7及以后，存儲(chǔ)在堆空間。

2.2 獲取Class類的實(shí)例(四種方法)

方式1：要求編譯期間已知類型

前提：若已知具體的類，通過類的class屬性獲取，該方法最為安全可靠，程序性能最高

實(shí)例：

Class clazz = String.class;

方式2：獲取對(duì)象的運(yùn)行時(shí)類型

前提：已知某個(gè)類的實(shí)例，調(diào)用該實(shí)例的getClass()方法獲取Class對(duì)象

實(shí)例：

Class clazz = "www.example.com".getClass();

方式3：可以獲取編譯期間未知的類型

前提：已知一個(gè)類的全類名，且該類在類路徑下，可通過Class類的靜態(tài)方法forName()獲取，可能拋出ClassNotFoundException

實(shí)例：

Class clazz = Class.forName("java.lang.String");

方式4：其他方式(不做要求)

前提：可以用系統(tǒng)類加載對(duì)象或自定義加載器對(duì)象加載指定路徑下的類型

實(shí)例：

ClassLoader cl = this.getClass().getClassLoader();
Class clazz4 = cl.loadClass("類的全類名");

再舉例：

public class GetClassObject {
    @Test
    public void test01() throws ClassNotFoundException{
        Class c1 = GetClassObject.class;
        GetClassObject obj = new GetClassObject();
        Class c2 = obj.getClass();
        Class c3 = Class.forName("com.example.classtype.GetClassObject");
        Class c4 = ClassLoader.getSystemClassLoader().loadClass("com.example.classtype.GetClassObject");
        System.out.println("c1 = " + c1);
        System.out.println("c2 = " + c2);
        System.out.println("c3 = " + c3);
        System.out.println("c4 = " + c4);
        System.out.println(c1 == c2);
        System.out.println(c1 == c3);
        System.out.println(c1 == c4);
    }
}

2.3 哪些類型可以有Class對(duì)象

簡而言之，所有Java類型！

（1）class：外部類，成員(成員內(nèi)部類，靜態(tài)內(nèi)部類)，局部內(nèi)部類，匿名內(nèi)部類
（2）interface：接口
（3）[]：數(shù)組
（4）enum：枚舉
（5）annotation：注解@interface
（6）primitive type：基本數(shù)據(jù)類型
（7）void

舉例：

Class c1 = Object.class;
Class c2 = Comparable.class;
Class c3 = String[].class;
Class c4 = int[][].class;
Class c5 = ElementType.class;
Class c6 = Override.class;
Class c7 = int.class;
Class c8 = void.class;
Class c9 = Class.class;
int[] a = new int[10];
int[] b = new int[100];
Class c10 = a.getClass();
Class c11 = b.getClass();
// 只要元素類型與維度一樣，就是同一個(gè)Class
System.out.println(c10 == c11);

2.4 Class類的常用方法

舉例：

String str = "test4.Person";
Class clazz = Class.forName(str);
Object obj = clazz.newInstance();
Field field = clazz.getField("name");
field.set(obj, "Peter");
Object name = field.get(obj);
System.out.println(name);
//注：test4.Person是test4包下的Person類

到此這篇關(guān)于詳解Java中的Reflection反射和暴力反射的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java Reflection反射和暴力反射內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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