Java反射揭秘：运行时操控黑科技

Java 反射（Reflection） 是一种在运行时（Runtime）动态获取、检查和修改类、方法、属性等程序结构的能力，是Java语言的核心特性之一。它打破了封装性，允许程序在编译期未知具体类信息的情况下操作对象。

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核心作用

1. 动态获取类信息
   • 在运行时获取类的完整结构（类名、父类、接口、方法、字段、注解等）。
2. 动态操作对象
   • 创建对象、调用方法、修改字段值（包括私有成员）。
3. 突破访问限制
   • 通过反射可绕过private等访问修饰符的限制（需谨慎使用）。

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关键API（java.lang.reflect包）

类/接口	作用
Class	表示类的元数据（核心入口）
Field	获取和修改类的字段（包括私有字段）
Method	动态调用类的方法（包括私有方法）
Constructor	创建类的实例
Annotation	读取类/方法/字段上的注解

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使用场景示例

1. 动态创建对象

// 通过全限定类名创建实例
Class<?> clazz = Class.forName("com.example.User");
Object user = clazz.newInstance(); // 调用无参构造

2. 调用私有方法

Method privateMethod = clazz.getDeclaredMethod("privateMethod");
privateMethod.setAccessible(true); // 突破私有限制
privateMethod.invoke(user); // 执行方法

3. 修改私有字段

Field field = clazz.getDeclaredField("name");
field.setAccessible(true);
field.set(user, "NewName"); // 修改字段值

4. 获取注解信息

Annotation[] annotations = clazz.getAnnotations(); // 获取类上的所有注解

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反射的优缺点

优点	缺点
✅ 动态扩展功能（如框架底层实现）	❌ 破坏封装性，安全性降低
✅ 实现通用工具（如JSON序列化）	❌ 性能开销大（比直接调用慢）
✅ 支持注解解析	❌ 代码可读性差，调试困难

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典型应用场景

1. 框架开发
   • Spring（依赖注入）、Hibernate（ORM）、JUnit（测试框架）均依赖反射。
2. 动态代理
   • 实现AOP编程（如Spring AOP）。
3. IDE工具
   • IntelliJ IDEA的代码提示、调试器依赖反射获取类信息。
4. 注解处理器
   • 编译期/运行时解析注解（如Lombok）。

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性能优化建议

// 缓存频繁使用的反射对象
private static final Method methodCache;

static {
    methodCache = SomeClass.class.getDeclaredMethod("methodName");
    methodCache.setAccessible(true);
}

// 后续重复使用methodCache.invoke()而非重新获取

注意：现代JVM对反射调用有优化（如MethodHandle），但直接代码调用仍比反射快。除非必要（如框架开发），否则优先使用常规编程方式。