Java 反射机制教程

Java 反射机制

Java 反射（Reflection）是 Java 语言的一种强大功能，允许程序在运行时动态获取类信息、调用方法、访问和修改属性等。反射机制的核心是 java.lang.reflect 包，主要包括 Class、Method、Field、Constructor 等类。

反射的基本用法

获取类的 Class 对象是反射的起点，可以通过以下方式获取：

• Class.forName("全限定类名")
• 对象.getClass()
• 类名.class

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

获取类信息

通过 Class 对象可以获取类的构造方法、方法、字段等信息：

// 获取所有公共构造方法
Constructor<?>[] constructors = clazz.getConstructors();

// 获取所有公共方法（包括父类方法）
Method[] methods = clazz.getMethods();

// 获取所有公共字段
Field[] fields = clazz.getFields();

动态创建对象

通过反射可以动态创建对象实例：

// 获取无参构造方法并创建实例
Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor();
Object obj = constructor.newInstance();

// 获取有参构造方法并创建实例
Constructor<?> paramConstructor = clazz.getConstructor(String.class);
Object paramObj = paramConstructor.newInstance("Hello");

调用方法

通过反射可以动态调用对象的方法：

Method method = clazz.getMethod("length");
int length = (int) method.invoke("Hello");

访问和修改字段

反射可以访问和修改对象的字段值，包括私有字段：

Field field = clazz.getDeclaredField("value");
field.setAccessible(true); // 强制访问私有字段
char[] value = (char[]) field.get("Hello");

反射的应用场景

反射常用于框架开发，如 Spring 的依赖注入、Hibernate 的 ORM 映射、动态代理等。它能够实现高度灵活的代码设计，但也会带来性能开销和安全风险。

反射的优缺点

• 优点：动态性高，可以在运行时灵活操作类和对象。
• 缺点：性能较差，破坏了封装性，可能引发安全问题。

示例代码

以下是一个完整的反射示例，展示如何动态创建对象、调用方法和修改字段：

import java.lang.reflect.*;

public class ReflectionExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> clazz = Class.forName("java.lang.String");
        
        // 创建对象
        Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor(String.class);
        Object str = constructor.newInstance("Hello");
        
        // 调用方法
        Method lengthMethod = clazz.getMethod("length");
        int length = (int) lengthMethod.invoke(str);
        System.out.println("Length: " + length);
        
        // 修改私有字段
        Field field = clazz.getDeclaredField("value");
        field.setAccessible(true);
        char[] value = (char[]) field.get(str);
        value[0] = 'h';
        System.out.println("Modified string: " + str);
    }
}

通过反射可以实现许多高级功能，但在实际开发中应谨慎使用，避免过度依赖反射导致代码难以维护。