1. 定義

Java 的反射（Reflection）機制是在運行狀態中，對任意一個類，都能夠知道這個類的所有屬性和方法；對于任意一個物件，都能夠呼叫它的任意方法和屬性，因此，通過它我們就能夠修改部分型別資訊，而這種動態獲取資訊以及動態呼叫物件方法的功能稱為 Java 語言的反射機制

Java 的反射機制可以形象的理解為安檢的機器或者是照妖鏡，因為它和安檢機器和照妖鏡一樣都能夠顯露出事物內部的屬性

注意：

Java 的反射是在運行期間獲取型別的資訊，是在運行時的一種機制

2. 為什么要有反射

疑問： Java 已經有了封裝為什么還要有反射呢？這貌似不就破壞了封裝的特性嗎？

解答： 這里截取了 Oracle 官方檔案的一些話來回答這個問題

• 反射讓開發人員可以通過外部類的全路徑名創建物件，并使用這些類，實作一些擴展的功能
• 反射讓開發人員可以列舉出類的全部成員，包括建構式、屬性、方法，以幫助開發者寫出正確的代碼
• 測驗時可以利用反射 API 訪問類的私有成員，以保證測驗代碼覆寫率

畢竟，沒有最好，只有更好！反射機制就可以讓我們不斷地變得更好

2. 用途

這里介紹幾點關于反射的用途，例如：

• 在日常的第三方應用開發程序中，經常會遇到某個類的某個成員變數、方法是私有的或是只對系統應用開發，這時就可以利用 Java 的反射機制，通過反射來獲取所需的私有成員或方法

• 反射最重要的用途就是開發各種通用框架，比如在 Spring 中，我們會將所有的類 Bean 交給 Spring 容器管理，無論是 XML 配置 Bean，還注解配置，當我們從容器中獲取 Bean 來依賴注入時，容器會讀取配置，而配置中給的就是類的資訊，Spring 會根據這些資訊，需要創建哪些 Bean 就動態的創建這些類

• Java 程式中有許多物件在運行時會出現兩種型別：運行時型別和編譯時型別，例如

  Person p=new Student();
  

  這句代碼中，p 在編譯時型別為 Person，但在運行時型別為 Student，程式需要在運行時發現物件和類的真實資訊，而通過使用反射，程式就能夠正確判斷出該物件和類是屬于哪些類

3. 反射相關的類

3.1 總覽圖

Java 類的成員包括以下三類：成員變數、成員方法、構造方法，反射相關的類就是和這幾個成員相關

下面將介紹一些關于這幾類相關的方法，但是并不全，想查詢全部相關方法，可以去幫助檔案了解

3.2 Class 類相關的方法

3.3 Filed 類相關的方法

3.4 Method 類相關的方法

3.5 Constructor 類相關的方法

4. 獲取 Class 物件

4.1 Class 類（反射機制的起源）

Class 類代表類的物體，在運行的 Java 應用程式中表示類和介面

Java 檔案被編譯后，會生成 .class 位元組碼檔案，而位元組碼檔案最終又被加載到了 JVM 中（具體加載到了 JVM 的方法區），之后 JVM 就會將要使用的位元組碼檔案決議為一個物件，而這個物件就是 java.lang.Class，它存盤在 JVM 的堆中，

因此，當程式運行時，每個 Java 檔案最終就變成了 Class 類物件的一個實體，我們通過 Java 的反射機制應用到這個實體，就可以去獲得甚至去添加、改變這個類的屬性和行為，使得這個類成為一個動態的類

注意：

• Class 是一個實實在在的類，位于 java.lang 包中
• 每個 Java 類運行時都在 JVM 里表現為一個 Class 物件
• 陣列也同樣會被映射為 Class 物件的一個類，所有具有相同元素型別和維數的陣列都共享該 Class 物件
• 基本型別和 void 同樣也會被表現為 Class 物件

以下均為對下面的 Student 類來獲取 Class 物件進行示例（可以先跳過這段代碼）

package demo;

public class Student{ 
    // 私有屬性 name 
    private String name = "lb"; 
    // 公有屬性 age 
    public int age = 18; 
    // 不帶引數的構造方法 
    public Student(){ 
        System.out.println("Student()"); 
    }
    private Student(String name,int age) { 
        this.name = name; this.age = age; 
        System.out.println("Student(String,name)"); 
    }
    private void eat(){ 
        System.out.println("eat"); 
    }
    public void sleep(){ 
        System.out.println("sleep"); 
    }
    private void function(String str) { 
        System.out.println(str); 
    }
    @Override 
    public String toString() { 
        return "Student{" + "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age + 
                '}'; 
    } 
}

4.2 獲取 Class 物件三種方式

在反射之前，我們需要做的第一步就是先拿到當前需要反射的類的 Class 物件，然后通過 Class 物件的核心方法，達到反射的目的，

• 第一種（使用最多，前提是已明確類的全路徑）： 使用 Class.forName("類的全路徑名"); 靜態方法獲取

  try{
  	Class c1=Class.forName("demo.Student");
  }catch(ClassNotFoundException e){
      e.printStackTrace();
  }
  

  要處理例外是因為，Class 的 forName 方法中拋出了 ClassNotFoundException 例外，防止輸入的字串不能找到對應的類

• 第二種（僅適合在編譯前就已經明確要操作的 Class）： 使用類的 class 屬性獲取

  Class c2=Student.class;
  

  該方式說明了任何一個類都有一個隱藏的靜態成員變數 class

• 第三種（不通用，需要構造類的物件）： 使用物件的 getClass() 方法獲取

  Student student=new Student();
  Class c3=student.getClass();
  

注意：

一個類對應一個 Class 物件，可以通過對上述三個獲取的 Class 物件進行參考值的比較來證明

5. 反射的使用

接下來將以上述的 Student 類為例，來對它進行反射的操作示例

注意：

所有和反射相關的包都在 java.lang.reflect 包下，使用前需要導包

補充：

將此物件的 accessible 標志設定為指示的布林值

• 值為 true，則指示反射的物件在使用時應該取消 Java 語言訪問檢查，

• 值為 false，則指示反射的物件應該實施 Java 語言訪問檢查、

實際上 setAccessible 是啟用和禁用訪問安全檢查的開關，并不是為 true 就能訪問，為 false 就不能訪問，由于 JDK 的安全檢查耗時較多，所以通過 setAccessible(true) 的方式關閉安全檢查就可以達到提升反射速度的目的

示例：

public class ReflectClassDemo {
    // 創建物件
    public static void reflectNewInstance(){
        Class<?> c=null;
        try {
            // 獲取 Class 物件
            c=Class.forName("demo.Student");
            // 通過獲取的物件來創建 Student 的物件
            Student student=(Student) c.newInstance();
            System.out.println(student);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    // 反射私有構造方法
    public static void reflectPrivateConstructor(){
        Class<?> c=null;
        try {
            // 獲取 Class 的物件
            c=Class.forName("demo.Student");
            // 獲取 Student 中私有的構造方法
            Constructor<?> constructor=c.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
            // 設定為 true 后可以修改訪問權限
            constructor.setAccessible(true);
            // 通過獲取的私有構造方法來創建 Student 物件
            Student student=(Student) constructor.newInstance("張三",18);
        } catch (ClassNotFoundException | NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    // 反射私有屬性
    public static void reflectPrivateFiled(){
        Class c=null;
        try {
            // 獲取物件
            c=Class.forName("demo.Student");
            // 獲取私有屬性
            Field filed=(Field) c.getDeclaredField("name");
            filed.setAccessible(true);
            // 通過獲取的物件實體化
            Student student=(Student) c.newInstance();
            // 修改 student 這個物件的 filed 欄位，將其值修改為 張三
            filed.set(student,"張三");
            String name=(String) filed.get(student);
            System.out.println("反射私有屬性修改了 name: "+name);
        } catch (ClassNotFoundException | NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    // 反射私有方法
    public static void reflectPrivateMethod(){
        Class c=null;
        try {
            // 獲取物件
            c=Class.forName("demo.Student");
            // 獲取私有方法
            Method method=c.getDeclaredMethod("function", String.class);
            // 通過獲取到物件實體化
            Student student=(Student) c.newInstance();
            method.setAccessible(true);
            // 給實體化物件的私有方法 function 賦值
            method.invoke(student,"給私有方法 function 傳引數");
        } catch (ClassNotFoundException | NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

6. 反射的優點和缺點

優點：

• 對于任意一個類，都能夠知道這個類的所有屬性和方法；對于任意一個物件，都能夠呼叫它的任意一個方法
• 增加程式的靈活性和擴展性，降低耦合性，提高自適力
• 反射已經運用在了很多流行的闊加，如：Struts、Hibernate、Spring 等等

缺點：

• 使用反射會導致程式的效率降低
• 反射技術繞過源代碼的技術，因而會帶來維護的問題
• 反射代碼相比于直接的代碼更加復雜