反射是什么？

反射是通过加载到堆内存中的Class类型对象，支持创建所需类的实例，并支持访问实例的字段和方法，无论访问控制符如何。

这里提到的加载类是指，JVM的类加载器完成对类文件加载后，创建一个包含该类信息的Class类型对象并将其存储在内存的堆中。请注意，这与使用new关键字创建的对象不同。如果对Class类型对象不了解，建议参考java.lang.class对象的JDK文档。

使用方法

在使用反射之前，需要获取加载到堆内存中的Class类型对象。共有三种方法。

• 通过类.class获取
• 通过实例.getClass()获取
• 通过Class.forName("类名")获取

public class Member {

    private String name;

    protected int age;

    public String hobby;

    public Member() {
    }

    public Member(String name, int age, String hobby) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.hobby = hobby;
    }

    public void speak(String message) {
        System.out.println(message);
    }

    private void secret() {
        System.out.println("密码是1234。");
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Member{" +
            "name='" + name + '\'' +
            ", age=" + age +
            ", hobby='" + hobby + '\'' +
            '}';
    }
}

public class Main {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class memberClass = Member.class;
        System.out.println(System.identityHashCode(memberClass));

        Member member = new Member("Jayon", 23, "Da Rats 开发");
        Class memberClass2 = member.getClass();
        System.out.println(System.identityHashCode(memberClass2));

        Class memberClass3 = Class.forName("{包名}.Member");
        System.out.println(System.identityHashCode(memberClass3));
    }
}

// 执行结果
1740000325
1740000325

可以确认这三种方式获取的Class类型实例都是相同的。无论使用哪种方式，哈希值都相同，因此可以根据情况选择合适的方式使用。

现在，我们可以通过获取的Class类型来创建该类的实例，并访问实例的字段和方法，不受访问控制符的限制。首先，尝试创建该类的实例。

public class Main {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 打印Member的所有构造函数
        Member member = new Member();
        Class memberClass = member.getClass();
        Arrays.stream(memberClass.getConstructors()).forEach(System.out::println);

        // 使用Member的默认构造函数创建实例
        Constructor constructor = memberClass.getConstructor();
        Member member2 = constructor.newInstance();
        System.out.println("member2 = " + member2);

        // 使用Member的其他构造函数创建实例
        Constructor fullConstructor =
            memberClass.getConstructor(String.class, int.class, String.class);
        Member member3 = fullConstructor.newInstance("Jayon", 23, "Da Rats 开发");
        System.out.println("member3 = " + member3);
    }
}

// 执行结果
public Member()
public Member(java.lang.String,int,java.lang.String)
member2 = Member{name='null', age=0, hobby='null'}

通过getConstructor()获取构造函数，并使用newInstance()动态创建Member实例。

最后，让我们尝试访问实例的字段和方法，无论访问控制符如何。

public class Main {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Member member = new Member("Jayon", 23, "Da Rats 开发");
        Class memberClass = member.getClass();

        // 访问字段
        Field[] fields = memberClass.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) {
            field.setAccessible(true);
            System.out.println(field.get(member));
        }
        fields[0].set(member, "Jayon2");
        System.out.println(member);

        // 访问方法
        Method speakMethod = memberClass.getDeclaredMethod("speak", String.class);
        speakMethod.invoke(member, "反射测试");

        Method secretMethod = memberClass.getDeclaredMethod("secret");
        secretMethod.setAccessible(true);
        secretMethod.invoke(member);
    }
}

// 执行结果
Jayon
23
Da Rats 开发
Member{name='Jayon2', age=23, hobby='Da Rats 开发'}
反射测试

通过getDeclaredFileds()获取类实例变量，通过get()获取字段值，通过set()修改字段值。需要注意的是，访问private访问控制符的字段时，需要将setAccessible()的参数设置为true。

同样地，可以使用getDeclaredMethod()获取方法。此时需要将方法名和参数类型作为参数传递。同样地，访问private访问控制符的方法时，需要将setAccessible()的参数设置为true。最后，使用invoke()方法调用通过反射API获取的方法。

优缺点

• 优点
  • 在运行时，可以创建类的实例，访问字段和方法，不受访问控制符的限制，从而提供灵活性。
• 缺点
  • 破坏封装性。
  • 在运行时创建实例，无法在编译时进行类型检查。
  • 在运行时创建实例，难以了解具体的运行流程。
  • 与直接访问字段和方法相比，使用反射访问的性能较低（并非所有情况下性能都较低）。

使用原因

通过反射API，可以在运行时访问类信息，并根据需要操作类。即使是使用private访问控制符声明的字段和方法，也可以进行操作。这似乎是一种违反面向对象设计中封装性原则的技术，不应该使用。

在小型控制台程序中，开发人员可以在编译时了解程序中使用的所有对象及其依赖关系。但是，在大型框架开发中，很难了解大量对象及其依赖关系。此时，可以使用反射动态创建类，并建立依赖关系。

例如，在Spring的Bean工厂中，只需添加@Controller、@Service、@Repository等注解，Bean工厂就能识别出带有这些注解的类，并创建和管理这些类。虽然开发人员没有显式地将这些类告知Bean工厂，但这一切都得益于反射。在运行时，会搜索并识别带有这些注解的类，然后使用反射创建这些类的实例，注入所需的字段，并将其存储在Bean工厂中。

当然，如上所述，反射会破坏封装性，因此建议仅在必要时使用。

来源

• https://papimon.tistory.com/82
• https://medium.com/msolo021015/자바-reflection이란-ee71caf7eec5