1.什么是反射？
Java 反射（Reflection）允许程序在运行时动态获取类的信息、访问类的成员和方法、创建类的实例等。尽管反射的性能不如直接调用高，但其灵活性使得反射在许多场景中非常有用。
2.反射主要应用场景
1. 框架设计与实现
许多 Java 框架利用反射来实现高度的灵活性和动态功能，例如：
- Spring：Spring 框架使用反射来实现依赖注入、AOP（面向切面编程）和管理 Bean 生命周期。它通过反射动态扫描类，查找并调用带有特定注解的类或方法。
- Hibernate：Hibernate 使用反射来映射 Java 对象和数据库表，自动将类字段与数据库列关联。
- JUnit ：JUnit 利用反射在测试时动态调用标记了
@Test注解的方法，并执行单元测试。
2. 动态代理
Java 的动态代理使用反射来拦截方法调用并执行特定逻辑。在动态代理中，通过 Proxy 类和 InvocationHandler 接口，可以在运行时创建代理对象，并在方法调用时通过反射将调用转发给实际对象。这种方式被广泛应用于 AOP（如事务管理、日志记录、权限控制等场景）。 应用场景：
- AOP（面向切面编程）：通过动态代理实现横切关注点（如日志、事务管理）。
- 拦截器：在方法调用前后添加额外逻辑。
3. 依赖注入
依赖注入是一种设计模式，反射在依赖注入框架中非常重要。框架可以使用反射自动创建对象并注入到需要的地方。 应用场景：
- Spring 容器 ：Spring 使用反射扫描带有
@Autowired或@Inject注解的字段，并自动为其赋值依赖对象。
4. 动态创建对象和调用方法
反射允许在运行时动态地创建类实例和调用其方法，而不需要在编译时确定类的类型。这对于开发高度通用的库或工具非常有帮助。 应用场景：
-
插件机制：可以通过反射动态加载和创建类的实例，这样可以根据配置或用户输入决定使用哪个类。
-
工厂模式的变种：通过反射创建实例，而不是在工厂类中硬编码所有可能的对象类型。
Class<?> clazz = Class.forName("com.example.MyClass");
Object obj = clazz.newInstance();
Method method = clazz.getMethod("myMethod");
method.invoke(obj);
5. 类加载与动态模块
通过反射，开发者可以实现自定义类加载器，在运行时根据需求加载类。这对于构建支持插件、模块化、动态更新的系统非常有用。 应用场景：
- 插件系统：可以通过反射加载外部 JAR 文件中的类并实例化对象，从而动态扩展系统的功能。
- 热部署：通过反射动态加载和卸载类，来实现不停止服务的情况下更新系统。
6. 序列化与反序列化
在 Java 的序列化和反序列化过程中，反射用于读取对象的内部状态并将其还原。这在许多数据传输、持久化和缓存框架中是不可或缺的。 应用场景：
- Jackson 或 Gson：这些 JSON 序列化库使用反射将 Java 对象转换为 JSON 字符串，或将 JSON 字符串反序列化为对象。
- JDK 序列化机制：标准 Java 序列化使用反射在反序列化过程中恢复对象的状态。
7. 开发通用工具与库
反射允许开发通用的工具类或库，而不依赖于具体的实现类。例如，泛型工具、对象拷贝工具、Bean 属性操作工具等都可以通过反射来实现。 应用场景：
- BeanUtils ：Apache 的
BeanUtils使用反射来获取和设置对象的属性值，可以动态操作 JavaBean。 - 对象克隆和拷贝：通过反射获取对象的所有字段，并创建一个副本。
8. 调试和测试工具
反射被广泛用于开发调试和测试工具，允许这些工具在不修改代码的情况下，查看和修改程序的内部状态。 应用场景：
- 调试工具：通过反射可以访问私有字段和方法，帮助调试程序内部状态。
- 单元测试：在单元测试框架中，反射可以用于在测试中访问和修改私有方法或字段，而不破坏封装性。
9. 注解处理
反射能够帮助处理运行时注解，通过反射获取类、方法、字段上的注解信息，并执行相应的处理逻辑。 应用场景：
-
自定义注解处理：框架可以使用反射扫描带有特定注解的类或方法，并进行相应的处理，如自动注册、权限校验、事务处理等。
-
数据校验框架：如 Hibernate Validator，它可以通过注解结合反射来校验字段值是否符合某些规则。
public class MyClass {
@MyAnnotation
public void myMethod() {
// method body
}
}Method method = MyClass.class.getMethod("myMethod");
if (method.isAnnotationPresent(MyAnnotation.class)) {
// some code
}
10. 获取和修改私有成员
反射允许程序在运行时访问类的私有字段、方法等，这是通常情况下通过直接调用不允许的。
3.代码工程
实验目标
通过反射实现动态代理
service
package com.et;
interface Service {
void perform();
}
package com.et;
class RealService implements Service {
@Override
public void perform() {
System.out.println("Real Service is performing...");
}
}
代理
package com.et;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
class DynamicProxyHandler implements InvocationHandler {
private Object realObject;
// construct
public DynamicProxyHandler(Object realObject) {
this.realObject = realObject;
}
// method invoker
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println("Before method: " + method.getName());
//invoker the real method
Object result = method.invoke(realObject, args);
System.out.println("After method: " + method.getName());
return result;
}
}
以上只是一些关键代码，所有代码请参见下面代码仓库
代码仓库
- GitHub - Harries/Java-demo(classloader)
4.测试
编写测试类
package com.et;
import java.lang.reflect.Proxy;
public class DynamicProxyExample {
public static void main(String[] args) {
// real service
RealService realService = new RealService();
// create Dynamic proxy
Service proxyInstance = (Service) Proxy.newProxyInstance(
realService.getClass().getClassLoader(), // classloader
realService.getClass().getInterfaces(), // interface
new DynamicProxyHandler(realService) // real class
);
// invoke
proxyInstance.perform();
}
}
执行main方法
Before method: perform
Real Service is performing...
After method: perform