什么是反射？

反射（Reflection）能够让运行于 JVM 中的程序检测和修改运行时的行为。

Class 类

在程序运行期间，Java运行时系统始终为所有的对象维护一个被称为运行时的类型标识。虚拟机利用运行时信息选择相应的方法执行。可以通过专门的Java类访问这些信息，保存这些信息的类被称为Class。

将Class类中的forName和newInstance配合使用，可以根据存储在字符串中的类名创建一个对象。

String s = "java.util.Date";
Object m = Class.forName(s).newInstance();

为什么需要反射？

通过反射，我们能够

在运行时检测对象的类型；
动态构造某个类的对象；
检测类的属性和方法；
任意调用对象的方法；
修改构造函数、方法、属性的可见性。

JUnit

JUnit通过反射来遍历包含 @Test 注解的方法，并在运行单元测试时调用它们。

Web框架

开发人员可以在配置文件中定义对各种接口和类的实现。通过反射机制，框架能够快速地动态初始化所需要的类。

Spring框架使用如下的配置文件：

<bean id="someID" class="com.programcreek.Foo">
    <property name="someField" value="someValue" />
</bean>

当Spring容器处理 bean 元素时，会使用Class.forName("com.programcreek.Foo")来初始化这个类，并再次使用反射获取 property 元素对应的setter方法，为对象的属性赋值。

Servlet

<servlet>
    <servlet-name>someServlet</servlet-name>
    <servlet-class>com.programcreek.WhyReflectionServlet</servlet-class>
<servlet>

如何使用反射？

反射的基本方法

在java.lang.reflect包中有三个重要的类：

Field：描述类的域
Method：描述类的方法
Constructor：描述类的构造器

对于public域（包括超类成员）：

getFields
getMethods
getConstructors

对于其它域（包括私有和受保护的成员，不包括超类成员）：

gettDeclaredFields
gettDeclaredMethods
gettDeclaredConstructors

下面介绍 Java 反射的使用，其中 Person 类及测试完整代码在本文最后。

加载类

    // 加载类的3种方法
    Class clazz = Class.forName("com.yano.reflect.Person");
    Class clazz1 = new Person().getClass();
    Class class2 = Person.class;

获取类的无参构造函数，并实例化类

    Class clazz = Class.forName("com.yano.reflect.Person");
    Constructor c = clazz.getConstructor(null);
    Person p = (Person) c.newInstance(null);

获取类的含参私有构造函数，并实例化类

    Class clazz = Class.forName("com.yano.reflect.Person");
    Constructor c = clazz
            .getDeclaredConstructor(new Class[] { String.class });
    // 由于构造函数是 private 的，所以需要屏蔽Java语言的访问检查
    c.setAccessible(true);
    Person p = (Person) c
            .newInstance(new Object[] { "I'm a reflect name!" });

获取并调用类的无参方法

    Class clazz = Class.forName("com.yano.reflect.Person");
    Constructor c = clazz.getConstructor(null);
    Person p = (Person) c.newInstance(null);
    Method method = clazz.getMethod("fun", null);
    method.invoke(p, null);

获取并调用类的含参方法

    Class clazz = Class.forName("com.yano.reflect.Person");
    Constructor c = clazz.getConstructor(null);
    Person p = (Person) c.newInstance(null);
    Method method = clazz.getMethod("fun", new Class[] { String.class });
    method.invoke(p, new Object[] { "I'm a reflect method!" });

获取类的字段

    Class clazz = Class.forName("com.yano.reflect.Person");
    Constructor c = clazz
            .getDeclaredConstructor(new Class[] { String.class });
    // 由于构造函数是 private 的，所以需要获取控制权限
    c.setAccessible(true);
    Person p = (Person) c
            .newInstance(new Object[] { "I'm a reflect name!" });
    Field f = clazz.getField("name");
    Object value = f.get(p);
    Class type = f.getType();
    System.out.println(type);
    if (type.equals(String.class)) {
        System.out.println((String) value);
    }

完整代码

Person 类

package com.yano.reflect;

public class Person {

    public String name = "default name";
    public int[] array = new int[10];

    public Person() {
        System.out.println(name);
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            array[i] = i;
        }
    }

    private Person(String name) {
        this.name = name;
        System.out.println(name);
    }

    public void fun() {
        System.out.println("fun");
    }

    public void fun(String name) {
        System.out.println(name);
    }

}

test 类

package com.yano.reflect;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;

public class test {

    /**
     * 反射：加载类的字节码
     * 
     * @throws SecurityException
     * @throws NoSuchMethodException
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        refGetClass();

        // 获取并调用无参构造函数
        refGetPublicConstructor();

        // 获取并调用私有的含参构造函数
        refGetPrivateConstructor();

        // 获取并调用无参方法 fun
        refGetMethodWithNoArg();

        // 获取并调用有参数方法 fun
        refGetMethodWithArg();

        // 获取类的字段
        refGetField();
    }

    private static void refGetField() throws Exception {

        Class clazz = Class.forName("com.yano.reflect.Person");
        Constructor c = clazz
                .getDeclaredConstructor(new Class[] { String.class });
        // 由于构造函数是 private 的，所以需要获取控制权限
        c.setAccessible(true);
        Person p = (Person) c
                .newInstance(new Object[] { "I'm a reflect name!" });

        Field f = clazz.getField("name");
        Object value = f.get(p);
        Class type = f.getType();
        System.out.println(type);

        if (type.equals(String.class)) {
            System.out.println((String) value);
        }
        System.out.println();
    }

    private static void refGetMethodWithArg() throws Exception {

        Class clazz = Class.forName("com.yano.reflect.Person");
        Constructor c = clazz.getConstructor(null);
        Person p = (Person) c.newInstance(null);

        Method method = clazz.getMethod("fun", new Class[] { String.class });
        method.invoke(p, new Object[] { "I'm a reflect method!" });
        System.out.println();
    }

    private static void refGetMethodWithNoArg() throws Exception {

        Class clazz = Class.forName("com.yano.reflect.Person");
        Constructor c = clazz.getConstructor(null);
        Person p = (Person) c.newInstance(null);

        Method method = clazz.getMethod("fun", null);
        method.invoke(p, null);
        System.out.println();
    }

    private static void refGetPrivateConstructor() throws Exception {

        Class clazz = Class.forName("com.yano.reflect.Person");
        Constructor c = clazz
                .getDeclaredConstructor(new Class[] { String.class });

        // 由于构造函数是 private 的，所以需要屏蔽Java语言的访问检查
        c.setAccessible(true);

        Person p = (Person) c
                .newInstance(new Object[] { "I'm a reflect name!" });
        System.out.println();
    }

    private static void refGetPublicConstructor() throws Exception {

        Class clazz = Class.forName("com.yano.reflect.Person");
        Constructor c = clazz.getConstructor(null);

        Person p = (Person) c.newInstance(null);
        System.out.println();
    }

    private static void refGetClass() throws ClassNotFoundException {
        // 加载类的3种方法
        Class clazz = Class.forName("com.yano.reflect.Person");
        Class clazz1 = new Person().getClass();
        Class class2 = Person.class;
        System.out.println();
    }

}

本文参考自：

《Java 核心技术卷 I》第 5 章

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