Java的反射

反射被视为动态语言的关键。Java的反射（reflection）机制是指在程序的运行状态中，可以构造任意一个类的对象，可以了解任意一个对象所属的类，可以了解任意一个类的成员变量和方法，可以调用任意一个对象的属性和方法。这种动态获取程序信息以及动态调用对象的功能称为Java语言的反射机制。

反射的定义

在Java中反射(Reflection)是一种Java 程序运行期间的动态技术，它可以在运行时(runtime)检査、修改其自身结构或行为。通过反射，程序可以访问、检测和修改它自己的类、对象、方法、属性等成员。即在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所以属性和方法；对于任意一个对象，都能调用它的任意一个方法和属性。这种动态获取信息及动态调用对象方法的功能叫Java的反射机制。

反射的作用

动态加载类:程序可以在运行时动态地加载类库中的类；
动态创建对象:反射可以基于类的信息，程序可以在运行时，动态创建对象实例;
调用方法:反射可以根据方法名称，程序可以在运行时，动态地调用对象的方法(即使方法在编写程序时还没有定义)
访问成员变量:反射可以根据成员变量名称，程序可以在运行时，访问和修改成员变量(反射可以访问私有成员变量)
运行时类型信息:反射允许程序在运行时，查询对象的类型信息，这对于编写通用的代码和库非常有用;

实现反射机制的类

Java中主要由以下的类来实现Java反射机制（这些类都位于java.lang.reflect包中）：

Class类：代表一个类。 Field类：代表类的成员变量（成员变量也称为类的属性）。
Method类：代表类的方法。
Constructor类：代表类的构造方法。
Array类：提供了动态创建数组，以及访问数组的元素的静态方法。

反射的基础使用

获取Class对象

反射的第一步是获取 Class 对象(动态加载类)。Class 对象表示某个类的元数据，可以通过以下几种方式获取：

//方式1:通过类名
Class stringClass1 = String.class;

//方式2：通过Class类的forName()方法
Class stringClass2 = Class.forName("java.lang.String");
		
//方式3：通过对象调用getClass()方法
Class stringClass3 = "".getClass();

解析字符串为Java对象

使用fastjson的JSON类解析一个字符串为Java对象，并输出该对象的字段值。

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import lombok.Data;

public class ReflectionTest {
    public static void main(String[] args) {
        String demoStr = "{\"age\":18,\"name\":\"demo1\"}";
        Demo demo = JSON.parseObject(demoStr, Demo.class);
        System.out.printf("name is : %s%n", demo.getName());
        System.out.printf("age is : %s%n", demo.getAge());
    }
}

@Data
class Demo {
    private String name;
    private Integer age;
}

输出

1 2	name is : demo1 age is : 18

获取类的相关信息

通过 Class 对象在运行时获取一个类的相关信息，包括类名、包名、成员变量（字段）、成员方法等。

import java.lang.reflect.*;

public class ReflectionTest2 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class clz = Class.forName("java.util.HashMap");

        //获取类名
        System.out.println("完全限定名：" + clz.getName());
        System.out.println("简单的类名：" + clz.getSimpleName());

        //获取包名
        System.out.println("package" + clz.getPackage().getName());
        System.out.println();

        //获取成员变量
        Field[] fieldArray = clz.getDeclaredFields();
        System.out.println("成员变量(字段)");
        for (Field field : fieldArray) {
            System.out.println(field);
        }
        System.out.println();

        //获取成员方法
        Method[] methodArray = clz.getDeclaredMethods();
        System.out.println("成员方法");
        for (Method method : methodArray) {
            System.out.println(method);
        }
    }
}

通过反射创建对象

通过反身创建对象，通过反射获取方法，通过反射执行方法等。

import lombok.SneakyThrows;
import java.lang.reflect.Method;

public class ReflectionTest3 {
    @SneakyThrows
    public static void main(String[] args) {
        //获取class对象
        Class<Demo> clazz = Demo.class;
        //获取Demo class 的setName 方法
        Method setName = clazz.getMethod("setName", String.class);
        //获取Demo class 的实例
        Demo demo = clazz.newInstance();
        //在实例化后的对象demo执行setName方法
        setName.invoke(demo, "new Name");
        //获取name并输出
        System.out.printf("demo name is : %s%n", demo.getName());
        //通过反射在demo对象执行getName
        Method getName = clazz.getMethod("getName");
        System.out.printf("demo reflect getname is : %s%n", getName.invoke(demo));

        //通过反射在其它demo对象上执行getName
        Demo demo2 = new Demo();
        demo2.setName("demo2");
        System.out.printf("demo2 reflect getname is : %s%n", getName.invoke(demo2));
    }
}

输出

1
2
3

demo name is : new Name
demo reflect getname is : new Name
demo2 reflect getname is : demo2

反射的性能问题

反射虽然功能强大，但由于是在运行时动态操作类，因此性能相对较低。此外，反射也会破坏封装性，使用时要谨慎。

反射的安全性

使用反射时需要注意安全问题，因为它可以绕过Java的访问控制机制。例如，可以访问私有字段或方法，因此在开发中使用反射要特别小心。甚至在运行时，添加、改变方法。

反射的常见场景

框架开发：如 Spring 中的依赖注入、Hibernate 中的 ORM 等。
调试工具：如 Java 的调试器、分析工具等。
动态代理：在 Java 中，动态代理依赖于反射。
常用的fastjson JSONObject.parseObject(xxStr)