Java Reflection API的特点以及如何使用它

前端小工
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Java Reflection API可用于检查和修改用Java编写的程序的运行时行为。在这个Java编程教程中，我们将研究Java Reflection API，它的特点和好处，如何使用它，它的缺点，等等。

什么是Java Reflection API？

Java Reflection API可用于在运行时检查和操作对象。有了它，开发者可以访问字段和方法（甚至是私有的），以及在运行时检查其他对象的属性，如类名、哈希代码和类型。

程序员可以利用Java Reflection API来查看和改变字段的值，调用方法，并构造新的对象。反射API不是Java核心API的一部分，但它包含在标准的java.lang.reflect包中。

为什么要使用Java Reflection API？

Java Reflection API使程序员能够在运行时检查和操纵类、对象和接口的结构和行为。你可以用它在运行时创建新的类，获得类的属性，如私有字段或方法，而不要求它们通过API可见。

你还可以用它来实现动态代理，这在分布式计算环境中很有用，在这种环境中，一台机器代表另一台机器行事（如远程过程调用），发现你的应用程序在什么平台上运行（如操作系统名称/版本），找到内存中所有加载的类或直接从.class文件中获取其成员信息。

Java Reflection API的特点和优点

Java Reflection API提供了一种在运行时检查一个类的结构及其方法的方式。你可以利用这个API来：

  • 检查一个类的字段、方法和构造函数
  • 调用一个类的方法
  • 检查一个类的成员（字段、方法和构造函数），包括它们的名称、签名和修饰符。

Java反射API的好处是：

  • 你可以用它在运行时动态地操作你的代码，这对测试和调试等事情非常有用。
  • 它使你很容易内省你的类和对象，这对理解你的代码如何工作很有帮助。
  • 它提供了一种访问和修改你的类和对象的字段、方法和注解的方法，这对于创建自定义适配器或装饰器等事情很有用。
  • 你可以在大多数Java框架和开发工具中使用它。

使用Java Reflection API的缺点是什么？

Java Reflection API是一个强大的工具，用于在运行时访问有关类的信息。虽然它非常有用，但使用反射API也有一些缺点：

  • 与其他从类中获取信息的方法相比，它很慢。一些使用反射的JDK函数的运行速度可能比同等的本地代码的运行速度慢，特别是当它们需要进行许多反射查找或执行内存分配时。
  • 反射 API 不是线程安全的，这意味着你必须注意不要让多个线程同时尝试使用同一个类加载器（这包括加载类）。
  • 反射API并不容易使用；这意味着在学习它的工作原理和熟悉使用它的最佳实践方面会有很大的努力。这不仅使开发时间更加昂贵，而且在出错时也使调试更加困难。

Java.lang包

下面是Java.lang中的Java类的列表，它们可以帮助你在Java中处理反射问题：

  • Field：你可以利用这个类来检索关于一个类的声明性信息。这些信息可能包括访问修改器、数据类型、名称和变量的值。
  • 方法：你可以利用这个类来收集一个方法的声明性信息，比如它的访问修饰符、参数类型、返回类型、名称等等。
  • 构造器：你可以利用这个类来收集关于一个构造函数的名称、访问修改器和参数类型的声明性信息。
  • 修改器：你可以利用这个类来收集关于一个特定访问修饰符的数据。

java.lang.Class类主要有两个功能：

  • 它提供了在运行时检索一个类的信息的方法
  • 它提供了检查和改变一个类的运行时行为的方法。

对Java Reflection API进行编程

使用反射API是很简单的。你所需要做的就是获得一个你想检查的对象的引用，然后调用该对象上的一个反射方法。例如，下面的代码片断将显示一个实例中所有字段的名称和类型：

Class obj = MyCustomClass.class;
for (Field field : obj.getDeclaredFields()) {
System.out.println(field.getName() + " " + field.getType());
}

现在考虑以下两个类：

class Vehicle {
}
class Car extends Vehicle {
}

你可以使用下面给出的代码片断来显示类的名称：

Car car = new Car();
Class obj = car.getClass();
String name = obj.getName();
System.out.println("Name: " + name);

你可以使用下面的代码片断来显示基类或超类的名称：

Class superClass = obj.getSuperclass();
System.out.println("Superclass: " + superClass.getName());

下面是完整的程序供你参考：

import java.lang.Class;
import java.lang.reflect.*;
class Vehicle {
}
class Car extends Vehicle {
}
class Main {
  public static void main(String[] args) {
    try {
      Car car = new Car();
      Class obj = car.getClass();
      String name = obj.getName();
      System.out.println("Name: " + name);
      Class superClass = obj.getSuperclass();
      System.out.println("Superclass: " + superClass.getName());
    }
    catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

当你执行前面的代码时，在控制台窗口将显示以下文字：

Name: Car
Superclass: Vehicle

关于Java Reflection API的最终想法

Java Reflection API是一个库，它允许你在运行时检查和修改对象的结构。这对各种任务都很有用，比如创建动态代理对象，在不同格式之间转换对象，或者检索关于类和方法的元数据。

你可以使用这个API来访问字段和方法（甚至是私有的），以及检查其他对象属性，如类名、哈希代码和类型。

也就是说，这个API的一个主要缺点是，它的实时性可能相当慢。所以，它其实并不适合用在对性能敏感的领域，如实时应用程序或高流量网站。

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