02、反射是什么？——《Android打怪升級之旅》

感謝大家和我一起，在Android世界打怪升級！

反射在平時開發中使用幾率較小，但在各大框架中會頻繁使用（比如：老版本ButterKnife使用注解與反射初始化控制元件等，省略findViewById），如果有意向成為架構師，這塊知識的掌握必不可少，

一、反射是什么

平時開發中創建物件都是通過 new 關鍵字創建，通過該物件的實體，可以獲取該物件的可訪問成員變數或者呼叫可呼叫方法，此時我們明確知道使用的類是什么，

那如果我們不知道要初始化的類是什么，就需要使用到JAVA為我們提供的反射API了，

1.1 定義

反射可以在程式的運行時：

• 構造任意一個類的物件
• 了解任意一個物件所屬的類
• 了解任意一個類的成員變數和方法
• 呼叫任意一個物件的屬性和方法

這種動態獲取程式資訊以及動態呼叫物件的功能稱為反射機制，反射是JAVA被視為動態語言的關鍵，

1.2 原理

在運行時獲取到類，但是在運行時.java檔案已經在編譯階段被編譯成了.class檔案，所以反射的原理就是：運行時通過位元組碼檔案獲取到類的所有資訊，

1.3 優缺點

優點：

• 高自由度：可以無視訪問權限限制，被private修飾依然可以呼叫，

缺點：

• 性能差：反射特別耗時，慢于直接創建物件，所以在使用時要衡量帶來的收益是否大于性能的影響，
• 安全性差：反射的高自由度直接導致類的封裝性被破壞，
  • 通過反射修改代碼時，由于是直接操作位元組碼檔案，如果對代碼不熟悉，及其容易因為修改而導致報錯，
  • 反射中有時會直接使用方法名，那在后期維護期間，如果方法名修改被修改，也會產生報錯，

二、反射的使用

Class類中方法特別多，我們只以舉例的方式寫幾個常用的例子，大家只需記住通過反射可以獲取一個類中所有的成員變數和方法（無視權限），你想要的全都有，

2.1 運行時獲取類

從1.2章節反射的原理可以曉得，反射的使用需要先在運行時獲取到類，運行時獲取到類一共有四種方法，根據情況選擇：

1、運行時直接從類中獲取

Class<Fruit> fruitClass1 = Fruit.class;

2、運行時從物件中獲取對應的類

Fruit fruit = new Fruit();
Class fruitClass2 = fruit.getClass();

3、運行時通過Class類的靜態方法獲取

Class fruitClass3 = Class.forName("com.kproduce.androidstudy.test.Fruit");

4、通過類加載器獲取

Class fruitClass4 = getClassLoader().loadClass("com.kproduce.androidstudy.test.Fruit");

最終這四種方式獲取的Class都是相同的，

// 以下結果都是true
System.out.println(fruitClass1 == fruitClass2);
System.out.println(fruitClass2 == fruitClass3);
System.out.println(fruitClass3 == fruitClass4);

2.2 運行時創建物件

通過在2.1中獲取的Class類來創建物件，

// 在2.1中拿到的Class類
Class<Fruit> fruitClass = Fruit.class;

// 呼叫Class類中的方法創建物件
Fruit fruit = fruitClass.newInstance();

2.3 獲取構造方法

一個類的構造方法因為引數不同可以很多，所以有API可以直接獲取所有構造方法 或者 根據引數不同獲取某個構造方法，

// 帶有四個構造方法的類
public class Fruit {

    public String name;
    private int type;
    
    public Fruit() {
    }

    public Fruit(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Fruit(int type) {
        this.type = type;
    }

    public Fruit(String name, int type) {
        this.name = name;
        this.type = type;
    }
}

1、獲取所有構造方法：getConstructors()

Constructor<Fruit>[] constructors = (Constructor<Fruit>[]) fruitClass.getConstructors();

2、根據引數獲取單個構造方法：getConstructor(引數class…)

// 運行時拿到Class
Class fruitClass = Class.forName("com.kproduce.androidstudy.test.Fruit");

// 1、構造方法：Fruit()
fruitClass.getConstructor();

// 2、構造方法：Fruit(String)
fruitClass.getConstructor(String.class);

// 3、構造方法：Fruit(int)
fruitClass.getConstructor(int.class);

// 4、構造方法：Fruit(String, int)
fruitClass.getConstructor(String.class, int.class);

3、使用構造方法創建物件

// 構造方法：Fruit(String, int)
Constructor<Fruit> constructor = fruitClass.getConstructor(String.class, int.class);

// 根據構造方法 Fruit(String, int) 創建物件
Fruit apple = constructor.newInstance("蘋果", 1);

2.4 獲取類的所有方法

和獲取構造方法類似，有獲取所有方法和單個方法的API，但是有兩套供選擇，注意注釋的方法限制，

1、獲取所有方法：

• getMethods()
• getDeclaredMethods()

// 獲取所有方法，包含從父類繼承的，不包括private：
Method[] methods = fruitClass.getMethods();

// 獲取所有方法，不包含從父類繼承的，包括private：
Method[] declaredMethods = fruitClass.getDeclaredMethods();

2、根據引數獲取單個方法：

• getMethod(“方法名”, 引數class…)
• getDeclaredMethod(“方法名”,引數class…)

// 獲取單個方法，包含從父類繼承的，不包括private，可添加引數（引數多載）
fruitClass.getMethod("方法名", 引數class...);

// 獲取單個方法，不包含從父類繼承的，包括private，可添加引數（引數多載）
fruitClass.getDeclaredMethod("方法名", 引數class...);

3、使用方法

// 獲取方法
Method method = fruitClass.getDeclaredMethod("方法名", 引數class...);

// 如果方法是私有的需要加下面這句
method.setAccessible(true);

// 呼叫方法，引數是被呼叫的物件，方法的呼叫需要基于物件
method.invoke(constructor.newInstance("蘋果", 1));

2.5 獲取類的成員變量

和獲取方法基本一致，也有兩套，可以給變數賦值和取值，都是基于物件的，
1、獲取所有成員變數：

• getMethods()
• getDeclaredMethods()

// 獲取所有變數，包含從父類繼承的，不包括private：
Field[] fields = fruitClass.getFields();

// 獲取所有變數，不包含從父類繼承的，包括private：
Field[] declaredFields = fruitClass.getDeclaredFields();
   

2、根據名稱獲取單個成員變數：

• getField(@NonNull String name)
• getDeclaredField(@NonNull String var1)

// 獲取單個成員變數，包含從父類繼承的，不包括private
Field nameFiled = fruitClass.getField("name");

// 獲取單個成員變數，不包含從父類繼承的，包括private
Field typeFiled = fruitClass.getDeclaredField("type");

3、給成員變數賦值和獲取值

// 獲取值和賦值都是基于物件，所以先創建物件
Fruit apple = constructor.newInstance("蘋果", 1);

// 獲取name的成員變數
Field nameFiled = fruitClass.getField("name");

// 如果變數是私有的在操作之前需要加下面這句
nameFiled.setAccessible(true);

// 【取值】獲取name的值，值是“蘋果”
Object filed = nameFiled.get(apple);

// 【賦值】給apple物件，設定name的值為“香蕉”
nameFiled.set(apple, "香蕉");

總結

最后咱們再總結一下反射的知識點：

1. 反射可以在程式的運行時，構造任意一個類的物件、了解任意一個物件所屬的類、了解任意一個類的成員變數和方法、呼叫任意一個物件的屬性和方法，
2. 反射的原理是：運行時通過位元組碼檔案獲取到類的所有資訊，
3. 反射的優點是自由度高，可以無視訪問權限限制，缺點是性能差、安全性差（破壞了類的封裝性），
4. 反射需要先在運行時得到類，有四種方式，得到類之后可以了解其中的方法和成員變數，
5. 反射中對方法的呼叫、成員變數的取值和賦值，都是基于物件進行操作，

這樣反射的介紹就結束了，希望大家讀完這篇文章，會對反射有一個更深入的了解，如果我的文章能給大家帶來一點點的福利，那在下就足夠開心了，

下次再見！

公眾號

下面是我的微信公眾號【老匡話Android】，所有的系列文章都會在公眾號同步更新，歡迎關注，