[Java知识库]Java反射学习记录

一、反射概述

• 反射允许程序在运行中获取类的内部信息，例如构造器、成员变量、成员方法等

• 类加载之后，在堆中生成一个Class类的对象（一个类只有一个Class对象），这个对象包含类的完整结构信息

二、入门案例

通过配置文件中的内容生成指定类的对象并调用指定方法

// re.properties
className=com.javalearn.reflect.Cat
methodName=hi

public class Cat {
    private String name = "招财猫";

    public void hi() {
        System.out.println("hi:" + this.name);
    }
}

public class ReflectionDemo {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 1.properties对象加载配置文件
        Properties properties = new Properties();
        properties.load(new FileInputStream("src/main/resources/re.properties"));
        String className = properties.getProperty("className");
        String methodName = properties.getProperty("methodName");
        System.out.println("类名：" + className);
        System.out.println("方法名：" + methodName);
        // 2.根据类名获取Class类对象
        //  获取Class对象的三种方式：
        //      1.类名.class
        //      2.对象.getClass()
        //      3.Class.forName(类名)
        Class cls = Class.forName(className);
        // 3.生成实例对象
        Object o = cls.newInstance();
        // 4.获取方法
        Method declaredMethod = cls.getDeclaredMethod(methodName);
        // 5.方法.invoke(对象)
        declaredMethod.invoke(o);
        // 6.反射涉及的其他类
        // 6.1Field成员变量
        Field name = cls.getDeclaredField("name");
        name.setAccessible(true);   //private属性需暴力反射
        System.out.println(name.get(o));
        // 6.2Constructor构造器
        Constructor constructor = cls.getConstructor(); //方法参数类型与构造器的参数类型一致，不写就是无参构造器
        Object o1 = constructor.newInstance();
        System.out.println(o1);
    }
}

三、反射原理图

Java程序执行的三个阶段

• 将Java代码编译成字节码

• 类加载器加载字节码文件，在堆中生成Class类对象

• 运行阶段使用Class对象生成真正的Java类

反射可以做哪些事？

在运行时：

• 判断任一对象所属的类

• 构造任一类的对象

• 得到任一类所具有的成员变量和方法

• 调用任一对象的成员变量和方法

• 生成动态代理

?四、反射性能测试

反射基本上是解释执行，性能差

public class PerformanceDemo {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        tradition();
        reflect();
    }

    private static void reflect() throws Exception {
        Class cls = Class.forName("com.sankuai.yangjin.javalearn.reflect.Cat");
        Object o = cls.newInstance();
        Method hi = cls.getMethod("hi");
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            hi.invoke(o);
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("反射耗时：" + (end - start));
    }

    private static void tradition() {
        Cat cat = new Cat();
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            cat.hi();
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("传统耗时：" + (end - start));
    }
}

优化方式：

Method、Field、Constructor对象都有setAccessible()方法，可以将参数设置为true，表示在使用反射时取消访问检查，效果也就一般般

五、Class类

• Class类也是类，继承Obejct类

• Class类对象不是new出来的，而是系统创建的

• 对于某个类的Class类对象，在内存中只有一份，因为类只加载一次

• 每个类的实例都知道自己是由哪个Class实例生成，对象.getClass()

• 通过Class对象可以得到类的完整结构

• Class对象是存放在堆的

• 类的字节码二进制数据（元数据）存放在方法区，包括方法代码、变量名、方法名、访问权限等

六、类加载

反射是Java实现动态语言的关键，通过反射实现类动态加载

• 静态加载：编译时加载相关的类，如果没有相关的类则报错，依赖太强

• 动态加载：运行时加载需要的类，如果运行时不用该类，那么即使该类不存在也不报错

将下面一段代码通过javac 编译时，因为并没有Dog类，所以编译失败；但当前同样没有Person类，却不会由于没有Person类而导致编译失败，因为是动态加载，当出现case "2"时才会加载该类

public class LoadDemo {
    public static void main (String[] args) throws Exception {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String num = scanner.next();
        switch (num) {
            case "1":
                // 静态加载
                Dog dog = new Dog();
                break;
            case "2":
                // 反射,动态加载
                Class person = Class.forName("Person");
                break;
            default:
                
        }
    }
}