Java常见坑8-反射机制和使用

一、什么是反射

  通过反射可以获取任意一个类的所有属性和方法，并且能修改属性和调用方法，赋予了我们在运行时分析类以及执行类中方法的能力

二、反射应用场景

  1、Spring/Spring Boot、MyBatis 等框架中都大量使用了动态代理，而动态代理的实现依赖反射。

  比如下面是通过 JDK 实现动态代理的示例代码，其中就使用了反射类 Method 来调用指定的方法。

public class DebugInvocationHandler implements InvocationHandler {
    /**
     * 代理类中的真实对象
     */
    private final Object target;

    public DebugInvocationHandler(Object target) {
        this.target = target;
    }


    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        System.out.println("before method " + method.getName());
        Object result = method.invoke(target, args);
        System.out.println("after method " + method.getName());
        return result;
    }
}

  2、 Java 中的一大利器 注解 的实现也用到了反射。下面通过一个例子说明。

  我们自定义一个注解GPService

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface GPService {
    String value() default "";
}

  我们的业务类QuerySerivce，这里就是模拟Spring的Service注解，我们用一个自定义注解。

@GPService
public class QuerySerivce implements IQueryService {
    public String query(String name) {
        return "query service result";
    }
}

  然后我们在容器初始化的时候，我们需要扫描标有service注解的类，然后实例化后放进容器内。大概的代码如下：

//拿到全类名，用于定位类，这一步一般Spring是通过扫描项目路径来获取，这一步是动态获取的
String className = "com.demo.QueryService";
//反射获取类的Class对象
Class<?> clazz = Class.forName(className);
//如果该类标注有GPService注解，我们就实例化这个类
if(clazz.isAnnotationPresent(GPService.class){
   Object instance = clazz.newInstance();
   //用map来模拟容器
   map.put(clazz.getSimpleName(),instance);
}

三、反射优缺点

优点 ： 反射提高了Java程序的灵活性和扩展性，降低耦合性，提高自适应能力。它允许程序创建和控制任何类的对象，无需提前硬编码目标类；

缺点 ：

• 性能问题：使用反射基本上是一种解释操作，用于字段和方法接入时要慢于直接代码。

• 使用反射会模糊程序内部逻辑：程序人员希望在源代码中看到程序的逻辑，反射等绕过了源代码的技术，因而会带来维护问题。

• 反射增加了安全问题。比如可以无视泛型参数的安全检查（泛型参数的安全检查发生在编译时）。

四、反射的使用

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 targetClass = 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 targetClass = Class.forName("com.example.TargetObject");

3.通过对象实例instance.getClass()获取：

TargetObject o = new TargetObject();
Class targetClass = o.getClass();

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

Class targetClass = ClassLoader.loadClass("com.example.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。

反射的基本操作

package jinyj;

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("jinyj.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, "jinyj2");
        /**
         * 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, "jinyj3");
        /**
         * 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);
    }
}

class TargetObject {
    private String value;

    public TargetObject() {
        value = "jinyj";
    }

    public void publicMethod(String s) {
        System.out.println("public is " + s);
    }

    private void privateMethod() {
        System.out.println("private is " + value);
    }
}

  输出：

privateMethod
publicMethod
public is jinyj2
private is jinyj3