吊打面試官系列：說說反射的用途及實現(xiàn)？
反射是什么?
反射是Java程序開發(fā)語言的特征之一，它允許動態(tài)地發(fā)現(xiàn)和綁定類、方法、字段，以及所有其他的由于有所產(chǎn)生的的元素。通過反射，能夠在需要時完成創(chuàng)建實例、調(diào)用方法和訪問字段的工作。
反射機(jī)制主要提供功能
- 在運行時判斷任意一個對象所屬的類
- 在運行時構(gòu)造任意一個類的對象
- 在運行時判斷任意一個類所具有的成員變量和方法
- 在運行時調(diào)用任意一個對象的方法，通過反射甚至可以調(diào)用到private修飾的方法
- 生成動態(tài)代理
反射在牛逼框架中的使用
- Spring 框架的 IOC 基于反射創(chuàng)建對象和設(shè)置依賴屬性。
- Spring MVC 的請求調(diào)用對應(yīng)方法，也是通過反射。
- JDBC 的 Class#forName(String className) 方法，也是使用反射。
反射中，Class.forName 和 ClassLoader 區(qū)別?
這兩者，都可用來對類進(jìn)行加載。差別在于：
- Class#forName(…) 方法，除了將類的 .class 文件加載到JVM 中之外，還會對類進(jìn)行解釋，執(zhí)行類中的 static 塊。
- ClassLoader 只干一件事情，就是將 .class 文件加載到 JVM 中，不會執(zhí)行 static 中的內(nèi)容，只有在 newInstance 才會去執(zhí)行 static 塊。
反射的常用類
Java中反射相關(guān)的類大部分都在rt.jar下java.lang.reflect中，其實需要的類并不多，主要有以下幾個：
- java.lang.Class
Class類的實例表示正在運行的Java類和接口。
- java.lang.reflect.Field
提供有關(guān)類或者接口的屬性信息，以及對它的動態(tài)訪問權(quán)限。反射的字段可能是一個類(靜態(tài))屬性或?qū)嵗龑傩裕唵蔚睦斫饪梢园阉闯梢粋€封裝反射類的屬性的類。有點繞，慢慢體會吧。
- java.lang.reflect.Constructor
提供關(guān)于類的單個構(gòu)造方法的信息以及對它的訪問權(quán)限。這個類和Field類不同，F(xiàn)iled類封裝類反射類的屬性，而Constructor類則封裝類反射類的構(gòu)造方法。
- java.lang.reflect.Method
提供關(guān)于類和接口上單個方法的信息。所反映的方法可能是類方法或者實例方法(包括抽象方法)。這個類不難理解，他的作用就是用來封裝反射類方法的一個類。
- java.lang.reflect.Modifier
提供了用于解碼類和成員訪問修飾符的靜態(tài)方法和常量。修飾符集合被表示為具有表示不同修飾符的不同位位置的整數(shù)。
- java.lang.reflect.Array
提供了動態(tài)創(chuàng)解決數(shù)組和訪問數(shù)組的靜態(tài)方法，該類中的所有方法都是靜態(tài)方法。
反射的優(yōu)缺點
優(yōu)點
- 可以在程序運行的過程中，操作這些對象。
- 可以解耦，提高程序的可擴(kuò)展性。
缺點
- 因為是JVM操作，所以對于性能來說會有所下降。
- 容易對程序源碼造成一定的混亂。
探索 Class
java文件編譯后變成class文件，class文件被類加載器加載到內(nèi)存中，并且JVM根據(jù)其字節(jié)數(shù)組創(chuàng)建了對應(yīng)的Class對象。
Class類是Java反射的起源，針對任何一個我們想使用的類，只有先為它產(chǎn)生一個Class對象，接下來就可以通過Class對象獲取其他的信息。
JVM為每個類管理著一個獨一無二的Class對象，當(dāng)我們需要創(chuàng)建每個類的對象時，JVM會檢查所要加載的類對應(yīng)的Class對象是否已經(jīng)存在。不存在，則JVM會根據(jù)類加載機(jī)制加載并創(chuàng)建對應(yīng)的Class對象，最后使用Class對象創(chuàng)建出我們通常使用的實例對象。
獲取Class類的三種方式
1.調(diào)用Object類的getClass()方法獲得Class對象。
2.使用Class類的forName("com.tian.XXX")靜態(tài)方法獲取與字符串對應(yīng)的對象(類或接口的全限定名)。
3.使用.class獲取該類性的Class對象。
Class常用方法
方法非常之多。
獲取類信息
了解了Java反射的詳細(xì)細(xì)節(jié)之后，我們可以使用反射機(jī)制來獲取類中的信息。
創(chuàng)建對象
使用無參構(gòu)造方法創(chuàng)建對象
比如說下面這段代碼：
- Class clazz = Class.forName("java.lang.String");
- String str = (String)clazz.newInstance();
這里需要注意，這個類必須是有無參構(gòu)造方法，不然這種方式會報錯的。
使用有參構(gòu)造方法
可以使用三個步驟來完成：
1.獲取指定類對應(yīng)的Class對象
2.通過Class對象獲取滿足指定參數(shù)類型要求的構(gòu)造方法類對象
3.調(diào)用指定的Constructor對應(yīng)的newInstance方法，傳入對應(yīng)的參數(shù)值，創(chuàng)建出我們想要的實例對象。
- Class clazz = Class.forName("java.lang.String");
- Constructor constructor = clas.getConstructor(String.class);
- String str = (String)constructor.newInstance("hello world");
這樣就創(chuàng)建了一個String對象實例。
調(diào)用方法
前面已經(jīng)聊過Method這個類，我們可以通過Method類中的invoke方法動態(tài)調(diào)用器方法。
- public final class Method extends Executable {
- public Object invoke(Object obj, Object... args){
- //....
- }
- }
這個方法的第一個參數(shù)是一個對象類型，表示要在指定的這個對象上調(diào)用這個方法(方法名稱)。第二個參數(shù)是可變參數(shù)，用來給這個方法傳遞參數(shù)值;
invoke方法里返回的值用來表示動態(tài)調(diào)用指定方法后的返回值。如果調(diào)用私有的方法，先調(diào)用setAccessible(true)來曲線Java語言堆笨方法的訪問檢查，然后再調(diào)用invoke方法來真正執(zhí)行這個私有方法。
訪問成員變量的值
使用反射可以獲取類的成員變量的對象代表，成員變量的對象代表是
java.lang.reflect.Field類的實例，可以使用他的getXyy()方法來獲取指定對象上的值，也可以使用setXyy()方法來動態(tài)修改指定對象上的值，其中xyy是成員變量。
比如說：setAge(22);其中age就是成員變量。
操作數(shù)組
數(shù)組也是一個度一項，可以通過反射來查看數(shù)組的各個屬性的信息，比如
- ingt [] intArr=new Int[10];
- Sysytem.out.prinlt("數(shù)組類型："+intArr.getClass.getComponentType().getName());
- Object obj=Array.newInstance(int.class, 10);
- //維數(shù)組賦值
- for(int i=0;i<10;i++){
- Array.setInt(obj,i,i);
- }
- for(int i = 0;i<10;i++){
- System.out.print("第"+i+"好元素為"+Array.getInt(obj,i));
- }
反射與動態(tài)代理
代理模式是Java中使用頻率相當(dāng)高的設(shè)計模式之一，尤其是在牛逼的框架中，Spring，Mybatis，Dubbo等框架中。
其中反射就是一個很好的應(yīng)用。
靜態(tài)代理模式我們就沒有必要提他了，相當(dāng)于一個業(yè)務(wù)需要代理，你就得給他搞一個代理類。全是手動搞出來的。
動態(tài)代理的原理就是，在程序運行時候根據(jù)需要動態(tài)地創(chuàng)建目標(biāo)類的代理對象，典型應(yīng)用場景：
- JDK動態(tài)代理
- CGlib動態(tài)代理
關(guān)于動態(tài)代理，后面有專門的文章分析。
到此我們的反射相關(guān)的意見講完了。具體還是建議自己下去手動敲敲代碼，體會一下，便于更深刻的理解。
總結(jié)
面試被問到，建議回答以下幾個方面的內(nèi)容：
1.反射是什么
2.提供了什么功能
3.常用類有哪些
4.優(yōu)缺點是什么
5.其他框架中國的應(yīng)用(動態(tài)代理)
本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號「Java后端技術(shù)全棧」，可以通過以下二維碼關(guān)注。轉(zhuǎn)載本文請聯(lián)系Java后端技術(shù)全棧公眾號。
