反射的应用场景

反射机制提供了哪些功能?

  • 在运行时判定任意一个对象所属的类

  • 在运行时构造任意一个类的对象;

  • 在运行时判定任意一个类所具有的成员变量和方法;

  • 在运行时调用任意一个对象的方法;

  • 生成动态代理;

Java反射机制类:

java.lang.Class; //
java.lang.reflect.Constructor;//构造方法 
java.lang.reflect.Field; //类的成员变量       
java.lang.reflect.Method;//类的方法
java.lang.reflect.Modifier;//访问权限

Java反射机制实现:

1.)class对象的获取
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//第一种方式 通过对象getClass方法
Person person = new Person();
Class<?> class1 = person.getClass();
//第二种方式 通过类的class属性
class1 = Person.class;
try {
    //第三种方式 通过Class类的静态方法——forName()来实现
    class1 = Class.forName("com.whoislcj.reflectdemo.Person");
} catch (ClassNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
}
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2.)获取class对象的摘要信息
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boolean isPrimitive = class1.isPrimitive();//判断是否是基础类型
boolean isArray = class1.isArray();//判断是否是集合类
boolean isAnnotation = class1.isAnnotation();//判断是否是注解类
boolean isInterface = class1.isInterface();//判断是否是接口类
boolean isEnum = class1.isEnum();//判断是否是枚举类
boolean isAnonymousClass = class1.isAnonymousClass();//判断是否是匿名内部类
boolean isAnnotationPresent = class1.isAnnotationPresent(Deprecated.class);//判断是否被某个注解类修饰

String className = class1.getName();//获取class名字 包含包名路径
Package aPackage = class1.getPackage();//获取class的包信息
String simpleName = class1.getSimpleName();//获取class类名
int modifiers = class1.getModifiers();//获取class访问权限

Class<?>[] declaredClasses = class1.getDeclaredClasses();//内部类
Class<?> declaringClass = class1.getDeclaringClass();//外部类
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3.)获取class对象的属性、方法、构造函数等
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Field[] allFields = class1.getDeclaredFields();//获取class对象的所有属性
Field[] publicFields = class1.getFields();//获取class对象的public属性
try {
    Field ageField = class1.getDeclaredField("age");//获取class指定属性
    Field desField = class1.getField("des");//获取class指定的public属性
} catch (NoSuchFieldException e) {
    e.printStackTrace();
}

Method[] methods = class1.getDeclaredMethods();//获取class对象的所有声明方法
Method[] allMethods = class1.getMethods();//获取class对象的所有方法 包括父类的方法

Class parentClass = class1.getSuperclass();//获取class对象的父类
Class<?>[] interfaceClasses = class1.getInterfaces();//获取class对象的所有接口

Constructor<?>[] allConstructors = class1.getDeclaredConstructors();//获取class对象的所有声明构造函数
Constructor<?>[] publicConstructors = class1.getConstructors();//获取class对象public构造函数
try {
    Constructor<?> constructor = class1.getDeclaredConstructor(new Class[]{String.class});//获取指定声明构造函数
    Constructor publicConstructor = class1.getConstructor(new Class[]{});//获取指定声明的public构造函数
} catch (NoSuchMethodException e) {
    e.printStackTrace();
}

Annotation[] annotations = class1.getAnnotations();//获取class对象的所有注解
Annotation annotation = class1.getAnnotation(Deprecated.class);//获取class对象指定注解

Type genericSuperclass = class1.getGenericSuperclass();//获取class对象的直接超类的 Type
Type[] interfaceTypes = class1.getGenericInterfaces();//获取class对象的所有接口的type集合
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4.)class对象动态生成
//第一种方式 Class对象调用newInstance()方法生成
Object obj = class1.newInstance();
//第二种方式 对象获得对应的Constructor对象,再通过该Constructor对象的newInstance()方法生成
Constructor<?> constructor = class1.getDeclaredConstructor(new Class[]{String.class});//获取指定声明构造函数
obj = constructor.newInstance(new Object[]{"lcj"});
5.)动态调用函数
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try {
    // 生成新的对象:用newInstance()方法
    Object obj = class1.newInstance();
    //判断该对象是否是Person的子类
    boolean isInstanceOf = obj instanceof Person;
    //首先需要获得与该方法对应的Method对象
    Method method = class1.getDeclaredMethod("setAge", new Class[]{int.class});
    //调用指定的函数并传递参数
    method.invoke(obj, 28);
    method = class1.getDeclaredMethod("getAge");
    Object result = method.invoke(obj, new Class[]{});
} catch (InstantiationException e) {
    e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
    e.printStackTrace();
} catch (NoSuchMethodException e) {
    e.printStackTrace();
} catch (InvocationTargetException e) {
    e.printStackTrace();
}
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6.)通过反射机制获取泛型类型

例如下面这种结构

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//People类
public class People<T> {}
//Person类继承People类
public class Person<T> extends People<String> implements PersonInterface<Integer> {}
//PersonInterface接口
public interface PersonInterface<T> {}
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获取泛型类型

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Person<String> person = new Person<>();
//第一种方式 通过对象getClass方法
Class<?> class1 = person.getClass();
Type genericSuperclass = class1.getGenericSuperclass();//获取class对象的直接超类的 Type
Type[] interfaceTypes = class1.getGenericInterfaces();//获取class对象的所有接口的Type集合

getComponentType(genericSuperclass);
getComponentType(interfaceTypes[0]);
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getComponentType具体实现
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private Class<?> getComponentType(Type type) {
Class<?> componentType = null;
if (type instanceof ParameterizedType) {
    //getActualTypeArguments()返回表示此类型实际类型参数的 Type 对象的数组。
    Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) type).getActualTypeArguments();
    if (actualTypeArguments != null && actualTypeArguments.length > 0) {
    componentType = (Class<?>) actualTypeArguments[0];
    }
} else if (type instanceof GenericArrayType) {
    // 表示一种元素类型是参数化类型或者类型变量的数组类型
    componentType = (Class<?>) ((GenericArrayType) type).getGenericComponentType();
} else {
    componentType = (Class<?>) type;
}
return componentType;
}
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6.)通过反射机制获取注解信息
 这里重点以获取Method的注解信息为例
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try {
    //首先需要获得与该方法对应的Method对象
    Method method = class1.getDeclaredMethod("jumpToGoodsDetail", new Class[]{String.class, String.class});
    Annotation[] annotations1 = method.getAnnotations();//获取所有的方法注解信息
    Annotation annotation1 = method.getAnnotation(RouterUri.class);//获取指定的注解信息
    TypeVariable[] typeVariables1 = method.getTypeParameters();
    Annotation[][] parameterAnnotationsArray = method.getParameterAnnotations();//拿到所有参数注解信息
    Class<?>[] parameterTypes = method.getParameterTypes();//获取所有参数class类型
    Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();//获取所有参数的type类型
    Class<?> returnType = method.getReturnType();//获取方法的返回类型
    int modifiers = method.getModifiers();//获取方法的访问权限
} catch (NoSuchMethodException e) {
    e.printStackTrace();
}
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 反射机制的应用场景:

  • 逆向代码 ,例如反编译
  • 与注解相结合的框架 例如Retrofit
  • 单纯的反射机制应用框架 例如EventBus 2.x
  • 动态生成类框架 例如Gson

反射机制的优缺点:

 优点:

    运行期类型的判断,动态类加载,动态代理使用反射。

 缺点:

    性能是一个问题,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。

反射在 Java 开发中有广泛的使用场景,以下是一些常见的情况: #### 框架开发 - **依赖注入(DI)和控制反转(IoC)**:在 Spring 等框架中,通过反射机制实现依赖注入和控制反转。框架可以在运行时动态地创建对象,并将依赖的对象注入到目标对象中。例如,Spring 容器可以根据配置文件或注解信息,使用反射来实例化 Bean 并设置其属性。 - **AOP(面向切面编程)**:通过反射,开发者可以在运行时动态地创建代理对象,从而实现对目标对象的代理。这种机制在 AOP 等领域中非常有用。例如,在方法的前后加上事务回滚相关的代码,然后通过 `invoke` 方法调用目标方法 [^2][^3]。 #### 注解处理 - **获取注解信息**:通过注解,在项目启动的时候可以获取所有打了注解的类或方法。例如,JUnit 测试框架使用注解来标记测试方法,通过反射机制在运行时查找并执行这些被标记的方法 [^3]。 #### 动态配置 - **读取和修改配置参数**:反射支持在运行时读取和修改程序的配置参数,从而实现动态配置。例如,程序可以在运行时根据配置文件的内容,使用反射来加载不同的类或调用不同的方法 [^2]。 #### 自动化测试和代码生成 - **自动化测试**:反射可以用于自动化测试中,通过反射调用对象的方法和访问属性,从而实现对代码的全面测试。 - **代码生成**:在一些代码生成工具中,反射可以用于获取类的结构信息,从而生成相应的代码。 #### 其他场景 - **获取类的信息**:可以使用反射获取类的各种信息,如类的完整名字、所属的包、父类、属性和方法等。例如,使用 `getName()` 获得类的完整名字,使用 `getField(String name)` 获得类的指定属性等 [^4]。 以下是一个简单的反射示例,演示如何使用反射调用对象的方法: ```java import java.lang.reflect.Method; class MyClass { public void sayHello() { System.out.println("Hello!"); } } public class ReflectionExample { public static void main(String[] args) throws Exception { // 创建对象 MyClass obj = new MyClass(); // 获取 Class 对象 Class<?> clazz = obj.getClass(); // 获取方法 Method method = clazz.getMethod("sayHello"); // 调用方法 method.invoke(obj); } } ```
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