Java 反射机制

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反射

Java反射机制是 Java 语言的一个重要特性。在学习 Java 反射机制前，大家应该先了解两个概念，编译期和运行期。

编译期：是指把源码交给编译器编译成计算机可以执行的文件的过程。在 Java 中也就是把 Java 代码编成 class 文件的过程。编译期只是做了一些翻译功能，并没有把代码放在内存中运行起来，而只是把代码当成文本进行操作，比如检查错误。

运行期：是把编译后的文件交给计算机执行，直到程序运行结束。所谓运行期就把在磁盘中的代码放到内存中执行起来。

Java 反射机制

Java 反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意方法和属性；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为 Java 语言的反射机制。简单来说，反射机制指的是程序在运行时能够获取自身的信息。在 Java 中，只要给定类的名字，就可以通过反射机制来获得类的所有信息。

Java 反射机制在服务器程序和中间件程序中得到了广泛运用。在服务器端，往往需要根据客户的请求，动态调用某一个对象的特定方法。此外，在 ORM 中间件的实现中，运用 Java 反射机制可以读取任意一个 JavaBean 的所有属性，或者给这些属性赋值。

Java 反射机制主要提供了以下功能，这些功能都位于java.lang.reflect包。

在运行时判断任意一个对象所属的类。
在运行时构造任意一个类的对象。
在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。
在运行时调用任意一个对象的方法。
生成动态代理。

要想知道一个类的属性和方法，必须先获取到该类的字节码文件对象。获取类的信息时，使用的就是 Class 类中的方法。所以先要获取到每一个字节码文件（.class）对应的 Class 类型的对象.

1.Class 对象

在你想检查一个类的信息之前，你首先需要获取类的 Class 对象。Java 中的所有类型包括基本类型(int, long, float等等)，即使是数组都有与之关联的 Class 类的对象。如果你在编译期知道一个类的名字的话，那么你可以使用如下的方式获取一个类的 Class 对象。

现在，.class文件被类加载器加载到内存中，并且JVM根据其字节数组创建了对应的Class对象。所以，我们来研究一下Class对象。

Class对象是Class类的实例，我们将在这一小节一步步分析Class类的结构。

但是，在看源码之前，我想问问聪明的各位，如果你是JDK源码设计者，你会如何设计Class类？

假设现在有个BaseDto类

上面类至少包括以下信息（按顺序）：

权限修饰符
类名
参数化类型（泛型信息）
接口
注解
字段（重点）
构造器（重点）
方法（重点）

最终这些信息在.class文件中都会以0101表示：

整个.class文件最终都成为字节数组byte[] b，里面的构造器、方法等各个“组件”，其实也是字节。

2.构造器

我们可以通过 Class 对象来获取 Constructor 类的实例：

Class aClass = ...//获取Class对象
Constructor[] constructors = aClass.getConstructors();

返回的 Constructor 数组包含每一个声明为公有的（Public）构造方法。如果你知道你要访问的构造方法的方法参数类型，你可以用下面的方法获取指定的构造方法，这例子返回的构造方法的方法参数为 String 类型：

Class aClass = ...//获取Class对象
Constructor constructor =
aClass.getConstructor(new Class[]{String.class});

3.方法

可以通过 Class 对象获取 Method 对象，如下例：

Class aClass = ...//获取Class对象
Method[] methods = aClass.getMethods();

返回的 Method 对象数组包含了指定类中声明为公有的(public)的所有变量集合。

如果你知道你要调用方法的具体参数类型，你就可以直接通过参数类型来获取指定的方法，下面这个例子中返回方法对象名称是“doSomething”，他的方法参数是 String 类型：

Class  aClass = ...//获取Class对象
Method method = aClass.getMethod("doSomething", new Class[]{String.class});

如果根据给定的方法名称以及参数类型无法匹配到相应的方法，则会抛出 NoSuchMethodException。

反射实际应用

经过上面的反射的原理介绍，下面就要开始反射的实际场景的应用，所有的技术，你知道的该技术的应用场景永远是最值钱。这个是越多越好，知道的场景越多思路就越多。

反射的实际场景的应用，这里主要列举这几个方面：

动态代理
JDBC 的数据库的连接
Spring 框架的使用

动态代理实际就是使用反射的技术来实现，在程序运行时创建一个代理类，用来代理给定的接口，实现动态处理对其所代理的方法的调用。

实现动态代理主要有以下几个步骤：

实现InvocationHandler接口，重写invoke方法，实现被代理对象的方法调用的逻辑。
Proxy.getProxyClass获取代理类
执行方法，代理成功

动态代理的实现代码如下所示，首先创建自己类DynamicProxyHandler实现 InvocationHandler ：

public class DynamicProxyHandler implements InvocationHandler {
    private Object targetObj;

    public DynamicProxyHandler() {
        super();
    }

    public DynamicProxyHandler(Object targetObj) {
        super();
        this.targetObj= targetObj;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.err.println("开始执行targetObj的方法");
        //执行被代理的targetObj的方法
        method.invoke(targetObj, args);
        System.out.println("执行方法结束");
       return null;
    }
}

然后执行Proxy.newProxyInstance方法创建代理对象，最后执行代理对象的方法，代码实现如下：

User user = new UserImpl();
DynamicProxyHandler dynamicProxy = new DynamicProxyHandler(user);
//第一个参数：类加载器；第二个参数：user.getClass().getInterfaces()：被代理对象的接口；第三个参数：代理对象
User userProxy = (User ) Proxy.newProxyInstance(user.getClass().getClassLoader(), user.getClass().getInterfaces(), dynamicProxy);
userProxy.login();
userProxy.logout();

以上的实现是jdk的动态代理方式，还有一种动态代理是Cglib的动态代理方式，Cglib动态代理也是被广泛的使用，比如Spring AOP框架中，实现了方法的拦截功能。