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title: 反射机制详解
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category: Java
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tag:
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- Java基础
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## 何为反射？
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如果说大家研究过框架的底层原理或者咱们自己写过框架的话，一定对反射这个概念不陌生。
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反射之所以被称为框架的灵魂，主要是因为它赋予了我们在运行时分析类以及执行类中方法的能力。
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通过反射你可以获取任意一个类的所有属性和方法，你还可以调用这些方法和属性。
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## 反射的应用场景了解么？
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像咱们平时大部分时候都是在写业务代码，很少会接触到直接使用反射机制的场景。
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但是，这并不代表反射没有用。相反，正是因为反射，你才能这么轻松地使用各种框架。像 Spring/Spring Boot、MyBatis 等等框架中都大量使用了反射机制。
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**这些框架中也大量使用了动态代理，而动态代理的实现也依赖反射。**
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比如下面是通过 JDK 实现动态代理的示例代码，其中就使用了反射类 `Method` 来调用指定的方法。
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```java
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public class DebugInvocationHandler implements InvocationHandler {
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/**
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* 代理类中的真实对象
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*/
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private final Object target;
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public DebugInvocationHandler(Object target) {
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this.target = target;
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}
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public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws InvocationTargetException, IllegalAccessException {
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System.out.println("before method " + method.getName());
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Object result = method.invoke(target, args);
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System.out.println("after method " + method.getName());
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return result;
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}
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}
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```
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另外，像 Java 中的一大利器 **注解** 的实现也用到了反射。
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为什么你使用 Spring 的时候 ，一个`@Component`注解就声明了一个类为 Spring Bean 呢？为什么你通过一个 `@Value`注解就读取到配置文件中的值呢？究竟是怎么起作用的呢？
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这些都是因为你可以基于反射分析类，然后获取到类/属性/方法/方法的参数上的注解。你获取到注解之后，就可以做进一步的处理。
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## 谈谈反射机制的优缺点
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**优点** ： 可以让咱们的代码更加灵活、为各种框架提供开箱即用的功能提供了便利
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**缺点** ：让我们在运行时有了分析操作类的能力，这同样也增加了安全问题。比如可以无视泛型参数的安全检查（泛型参数的安全检查发生在编译时）。另外，反射的性能也要稍差点，不过，对于框架来说实际是影响不大的。相关阅读：[Java Reflection: Why is it so slow?](https://stackoverflow.com/questions/1392351/java-reflection-why-is-it-so-slow)
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## 反射实战
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### 获取 Class 对象的四种方式
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如果我们动态获取到这些信息，我们需要依靠 Class 对象。Class 类对象将一个类的方法、变量等信息告诉运行的程序。Java 提供了四种方式获取 Class 对象:
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**1. 知道具体类的情况下可以使用：**
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```java
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Class alunbarClass = TargetObject.class;
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```
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但是我们一般是不知道具体类的，基本都是通过遍历包下面的类来获取 Class 对象，通过此方式获取 Class 对象不会进行初始化
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**2. 通过 `Class.forName()`传入类的全路径获取：**
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```java
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Class alunbarClass1 = Class.forName("cn.javaguide.TargetObject");
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```
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**3. 通过对象实例`instance.getClass()`获取：**
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```java
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TargetObject o = new TargetObject();
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Class alunbarClass2 = o.getClass();
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```
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**4. 通过类加载器`xxxClassLoader.loadClass()`传入类路径获取:**
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```java
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ClassLoader.getSystemClassLoader().loadClass("cn.javaguide.TargetObject");
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```
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通过类加载器获取 Class 对象不会进行初始化，意味着不进行包括初始化等一系列步骤，静态代码块和静态对象不会得到执行
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### 反射的一些基本操作
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1. 创建一个我们要使用反射操作的类 `TargetObject`。
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```java
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package cn.javaguide;
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public class TargetObject {
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private String value;
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public TargetObject() {
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value = "JavaGuide";
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}
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public void publicMethod(String s) {
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System.out.println("I love " + s);
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}
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private void privateMethod() {
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System.out.println("value is " + value);
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}
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}
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```
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2. 使用反射操作这个类的方法以及参数
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```java
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package cn.javaguide;
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import java.lang.reflect.Field;
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import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
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import java.lang.reflect.Method;
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public class Main {
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public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
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/**
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* 获取 TargetObject 类的 Class 对象并且创建 TargetObject 类实例
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*/
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Class<?> tagetClass = Class.forName("cn.javaguide.TargetObject");
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TargetObject targetObject = (TargetObject) tagetClass.newInstance();
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/**
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* 获取 TargetObject 类中定义的所有方法
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*/
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Method[] methods = targetClass.getDeclaredMethods();
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for (Method method : methods) {
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System.out.println(method.getName());
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}
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/**
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* 获取指定方法并调用
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*/
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Method publicMethod = targetClass.getDeclaredMethod("publicMethod",
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String.class);
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publicMethod.invoke(targetObject, "JavaGuide");
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/**
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* 获取指定参数并对参数进行修改
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*/
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Field field = targetClass.getDeclaredField("value");
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//为了对类中的参数进行修改我们取消安全检查
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field.setAccessible(true);
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field.set(targetObject, "JavaGuide");
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/**
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* 调用 private 方法
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*/
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Method privateMethod = targetClass.getDeclaredMethod("privateMethod");
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||
//为了调用private方法我们取消安全检查
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privateMethod.setAccessible(true);
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||
privateMethod.invoke(targetObject);
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||
}
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||
}
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```
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输出内容：
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```
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publicMethod
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privateMethod
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I love JavaGuide
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value is JavaGuide
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```
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**注意** : 有读者提到上面代码运行会抛出 `ClassNotFoundException` 异常,具体原因是你没有下面把这段代码的包名替换成自己创建的 `TargetObject` 所在的包 。
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```java
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Class<?> targetClass = Class.forName("cn.javaguide.TargetObject");
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```
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