JAVA中的反射 - 技术栈

一.定义

在Java中，反射（Reflection） **是指程序在运行时能够获取自身信息，并动态操作类或对象的机制。**简单来说，就是让代码"看透"自身的结构，比如类的属性、方法、构造器等，并能在运行中灵活调用它们，无需在编译时就确定具体操作。
* 反射式获取类信息的能力*
为什么需要反射？

反射打破了Java的编译时类型检查限制，让程序更灵活。比如开发框架（如Spring的IOC容器）需要动态创建对象、调用方法，此时无法在编译期确定具体类，反射就成了核心工具。

反射的核心操作

获取类对象：通过 Class.forName("类全路径")源文件阶段、对象.getClass() 或类名.class 获取 Class 对象，这是反射的入口。

操作构造器：通过 Class 对象的 getConstructor() 等方法获取构造器，动态创建实例（如 constructor.newInstance() ）。
操作方法：用 getMethod() 获取方法，通过 method.invoke(对象, 参数) 动态调用。
操作属性：用 getField() 获取字段，通过 field.set(对象, 值) 修改属性（即使是私有属性，也可通过 setAccessible(true) 突破访问限制）。

为什么他们的地址会是一样的呢？

这是他们是用三种上述方式获取Student类，由于java数据加载（就是加载方法，这里是Class）只会有一次，就是说上面的流程图只会走一次，即每个阶段只会有一个类对象创建出来，然后留下，流程接着走，所以地址一样（三个阶段可以想象成一个人不同年龄段，但是始终是一个人，所以地址不变）

二.获取数据

由下图可知clazz.getDeclaredFields()方法可以获取到全部类型的信息

而clazz.getFields()方法只能调到public类里的信息

1. 那麽该如何获取变量呢？

java 复制代码

Field nameField = clazz.getDeclaredField("name");
System.out.println(nameField);

Field ageField = clazz.getField("height");
System.out.println(ageField);

第二行会报错，因为getField只能调到public修饰的数据

2./如何获取方法呢？

跟对象一样，方法换为getDeclaredMethod()即可，同样加不加Declare的区别也和对象一样

3.如何获取指定方法而不是全部方法呢？

如下的格式，注意如果方法里带参数，调用时也要带上参数

4.构造函数

格式如下，Delared加不加与上面的规则一样，getDeclaredConstructors（）方法

上面是获取全部的函数（用数组形式输出的），下面是指定的函数

也可如下调用函数，注意暴力反射，invoke（）里面要有对象和对象对应的值

5. 构造器（设置值取值）

上面的是模板，下面的是举例，注意必须改后要复值

但是对于pravite的值来说就没有这么简单，如果在向上面那样转的话，会报错误，那该怎么办？

这时候就需要用到"暴力反射"，只需要在需要改的构造器上加上名称.setAccee\ssible(true)即可

java 复制代码

Constructor declaredConstructor1 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
//暴力反射------->private
declaredConstructor1.setAccessible(true);
Student student2 = (Student) declaredConstructor1.newInstance("张三", 18, 180);

也可以如下写（简单一点，但是set里要对象，需要创建如上面的student1）注意暴力反射

（1）.暴力反射

定义：在Java的反射机制中，"暴力反射" 通常指的是利用反射突破Java语言本身的访问控制修饰符限制，去访问和操作类中原本受访问权限限制的成员（如私有构造函数、私有字段、私有方法

举例：

java 复制代码

class PrivateConstructorClass {
    private PrivateConstructorClass() {
        System.out.println("私有构造函数被调用");
    }
}
public class ReflectionTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> clazz = PrivateConstructorClass.class;
        // 获取私有构造函数
        java.lang.reflect.Constructor<?> constructor = clazz.getDeclaredConstructor();
        // 设置可访问，即暴力反射
        constructor.setAccessible(true);
        // 调用私有构造函数创建对象
        PrivateConstructorClass instance = (PrivateConstructorClass) constructor.newInstance();
    }
}

在上述代码中，通过 setAccessible(true) 来设置私有构造函数可访问，进而创建对象，这打破了原本Java访问权限对私有构造函数的限制。

暴力反射的风险与应用场景：

风险：破坏了Java的封装性，可能导致代码逻辑混乱，安全性降低。例如，随意修改私有字段可能会让对象处于不合理的状态，破坏程序的稳定性。
应用场景：在一些框架开发（如Spring、Hibernate等）中，需要动态地创建对象、访问和修改对象属性或调用方法，在无法提前预知具体类结构的情况下，会使用暴力反射来实现框架的功能。

三.总结·

反射的主要操作

获取 Class 对象

java 复制代码

-  类名.class ： Class<?> clazz = String.class;  。
-  对象.getClass()  ： String str = "hello"; Class<?> clazz = str.getClass();  。
-  Class.forName("全类名")  ： Class<?> clazz = Class.forName("java.lang.String");  。

创建对象

java 复制代码

- 通过无参构造函数： Class<?> clazz = MyClass.class; MyClass obj = (MyClass) clazz.getConstructor().newInstance(); 
- 通过有参构造函数：先获取构造函数对象，再传入对应参数创建对象，如 Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor(int.class, String.class); MyClass obj = (MyClass) constructor.newInstance(1, "test");

访问和修改属性

java 复制代码

- 获取属性： Field field = clazz.getDeclaredField("fieldName");  ， getDeclaredField 获取类中声明的所有属性（包括私有）， getField 获取类中公共的属性（包括从父类继承的）。
- 修改属性：对于私有属性，需先 field.setAccessible(true);  ，再 field.set(obj, newValue);  。

调用方法

java 复制代码

 获取方法： Method method = clazz.getDeclaredMethod("methodName", 参数类型.class); 
- 调用方法：对于私有方法，先 method.setAccessible(true);  ，再 method.invoke(obj, 参数值);

应用场景

框架开发：如Spring框架中，使用反射实现依赖注入（DI）和面向切面编程（AOP），动态创建和管理Bean实例；Hibernate通过反射来操作实体类与数据库表之间的映射关系。
插件系统：允许程序在运行时加载外部插件，通过反射调用插件中的类和方法，实现功能扩展。
序列化与反序列化：像Java内置的序列化机制，以及JSON序列化库（如Jackson、Gson ）在将对象转换为字节流或JSON字符串，以及反向转换时，会借助反射获取对象的属性信息。
单元测试框架：JUnit等测试框架利用反射来查找和运行标记为测试的方法。

优点与缺点

优点
高度灵活性：能够在运行时动态处理不同的类，适应变化的需求，增强程序的扩展性。
解耦代码：在框架设计中，降低模块之间的耦合度，提高代码的可维护性和可复用性。
缺点
性能开销：反射操作涉及到动态解析，比直接调用方法和访问属性要慢，频繁使用可能影响程序性能。
破坏封装性：通过反射可以访问私有成员，破坏了Java语言的封装特性，可能导致代码难以理解和维护，也带来一定的安全风险。

总之，反射是Java语言的一项重要特性，在开发复杂应用程序、框架等场景中发挥着关键作用，但使用时需要权衡其带来的灵活性与性能、安全性等方面的问题。