定義

JAVA反射機制是在運行狀態中，對于任何一個類，都能夠知道這個類的所有屬性和方法；
對于任何一個物件，都能夠呼叫它的任意方法和屬性；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，

使用場景

反射是在運行時獲取確定型別，系結物件，

常見的兩個使用場景

運行時獲取物件的所有資訊
泛型擦除

在運行時獲取類

這里的運行時指的是程式在運行后，相應的還有編譯時，編譯時是編譯器將源代碼翻譯成機器能識別的代碼，

舉個例子說明編譯時和運行時的區別：
在這里插入圖片描述

泛型擦除

val list = arrayListOf<Int>(1,2,3)
val clz = Class.forName("java.util.ArrayList")
val method = clz.getMethod("add", Object::class.java)
method.invoke(list,"hhh")
Log.e(TAG,"list:${list.toString()}")

輸出：

list:[1, 2, 3, hhh]

反射的利弊

利

運行時型別的判斷
動態類加載，動態代理使用反射，

弊

性能問題，反射相當于一系列解釋操作，
JVM 不會去優化這部分代碼
代碼不易閱讀

為什么會出現性能問題？

Method#invoke 方法會對引數做封裝和解封操作
需要檢查方法可見性
需要校驗引數
反射方法難以行內
JVM 無法優化: Java 檔案中介紹

invoke方法原始碼：

class Class {
    @CallerSensitive
    public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
        throws NoSuchMethodException, SecurityException {
        Objects.requireNonNull(name);
        SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
        if (sm != null) {
            // 1. 檢查方法權限
            checkMemberAccess(sm, Member.PUBLIC, Reflection.getCallerClass(), true);
        }
        // 2. 獲取方法
        Method method = getMethod0(name, parameterTypes);
        if (method == null) {
            throw new NoSuchMethodException(methodToString(name, parameterTypes));
        }
        // 3. 回傳方法的拷貝
        return getReflectionFactory().copyMethod(method);
    }

    @CallerSensitive
    public Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
        throws NoSuchMethodException, SecurityException {
        Objects.requireNonNull(name);
        SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
        if (sm != null) {
            // 1. 檢查方法權限
            checkMemberAccess(sm, Member.DECLARED, Reflection.getCallerClass(), true);
        }
        // 2. 獲取方法
        Method method = searchMethods(privateGetDeclaredMethods(false), name, parameterTypes);
        if (method == null) {
            throw new NoSuchMethodException(methodToString(name, parameterTypes));
        }
        // 3. 回傳方法的拷貝
        return getReflectionFactory().copyMethod(method);
    }
}

如何使用

想要使用反射機制，就必須要先獲取到該類的位元組碼檔案物件（.class），通過位元組碼檔案物件，就能夠通過該類中的方法獲取到我們想要的所有資訊(方法，屬性，類名，父類名，實作的所有介面等等)，每一個類對應著一個位元組碼檔案也就對應著一個Class型別的物件，

獲取位元組碼檔案物件

1、根據類名：類名.class
2、根據物件：物件.getClass()
3、根據全限定類名：Class.forName(全限定類名)

常用的是第一種，

獲取建構式

建構式分為兩種：帶參和不帶參

獲取不帶參建構式

Class classs = Class.forName("com.xxx.xxx.User");
Constructor constructor = classs.getDeclaredConstructor();
Object user = constructor.newInstance();

獲取帶參建構式

Class classs = Class.forName("com.xxx.xxx.User");
Constructor constructor = classs.getConstructor(int.class,String.class);
Object user = constructor.newInstance(1,"張三");

獲取成員變數

成員變數一般為公有和私有

獲取公有成員變數

Class classs = Class.forName("com.xxx.xxx.User");
Constructor constructor = classs.getConstructor();
Object user = constructor.newInstance();
Field declaredField = classs.getField("userName");
// 賦新值
declaredField.set(user, "李四");

獲取私有成員變數

Class classs = Class.forName("com.xxx.xxx.User");
Constructor constructor = classs.getConstructor();
Object user = constructor.newInstance();
Field declaredField = classs.getDeclaredField("userName");
// 因為屬性是私有的，所有需要打開可見權限
declaredField.setAccessible(true);
// 賦新值
declaredField.set(user, "李四");

獲取方法

成員方法一般為公有和私有，同時方法也分有參和無參

獲取公有成員無參方法

Class classs = Class.forName("com.xxx.xxx.User");
Constructor constructor = classs.getConstructor();
Object user = constructor.newInstance();
Method method = classs.getMethod("getUserName");
method.invoke(user);

獲取公有成員有參方法

Class classs = Class.forName("com.xxx.xxx.User");
Constructor constructor = classs.getConstructor();
Object user = constructor.newInstance();
Method method = classs.getMethod("getUserName", String.class);
method.invoke(user, "王五");

獲取私有成員無參方法

Class classs = Class.forName("com.xxx.xxx.User");
Constructor constructor = classs.getConstructor();
Object user = constructor.newInstance();
Method method = classs.getDeclaredMethod("getUserName");
// 因為屬性是私有的，所有需要打開可見權限
method.setAccessible(true);
method.invoke(user);

獲取私有成員有參方法

Class classs = Class.forName("com.xxx.xxx.User");
Constructor constructor = classs.getConstructor();
Object user =  constructor.newInstance();
Method method = classs.getDeclaredMethod("getUserName",String.class);
// 因為屬性是私有的，所有需要打開可見權限
method.setAccessible(true);
method.invoke(user, "王五");

Tip

一般來說，建構式大部分是 public ，而成員變數和方法大部分是 private，public 權限直接正常呼叫即可、private需要在呼叫前增加 setAccessible(true)
獲取建構式、成員變數、成員方法都有一個獲取所有的方法，根據需要去呼叫，如：getConstructor:獲取單個建構式，getConstructors：獲取所有建構式

總結

反射的作用是在運行時動態獲取物件資訊，

實作步驟：

獲取 Class：有三種方式，常用的是 Class.forName("類全名稱")
獲取建構式：通過 Class 物件呼叫如：clz.getConstructor() 得到建構式
創建物件：通過建構式創建物件如：con.newInstance()

沒有 Declared 前綴會回傳所有的 public 方法，包括父類的方法，
而加 Declared 前綴會回傳所有自己定義的方法，public，protected，private 都在此，但是不包括父類的方法，

這也正是 getMethod 和 getDeclaredMethod 的區別，

獲取私有建構式

Class classs = Class.forName("com.xxx.xxx.User");
Constructor constructor = classs.getDeclaredConstructor();
// 因為屬性是私有的，所有需要打開可見權限
constructor.setAccessible(true);
Object user = constructor.newInstance();

獲取私有成員變數

...
Field declaredField = classs.getDeclaredField("userName");
// 因為屬性是私有的，所有需要打開可見權限
declaredField.setAccessible(true);

獲取私有成員方法

...
Method method = classs.getDeclaredMethod("getUserName");
// 因為屬性是私有的，所有需要打開可見權限
method.setAccessible(true);

反射耗時的原因：

invoke方法需要做封裝和解封操作
需要型別檢查、權限檢查
需要校驗引數
需要檢查方法的可見性
JVM無法做優化

參考

Reflection：Java反射機制的應用場景
深入淺出Java反射原理和使用場景
java反射機制詳解
Java 反射 -超詳細講解（附原始碼）
java反射為什么慢
強大的反射庫 FreeReflection

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