反射的用途及实现

反射 (Reflection) 是 Java 的特征之一，它允许运行中的 Java 程序获取自身的信息，并且可以操作类或对象的内部属性。

其核心是JVM 在运行时才动态加载类或调用方法/访问属性，它不需要事先（写代码的时候或编译期）知道运行对象是谁。

一.主要的功能:

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（通过反射甚至可以调用private方法）；
在运行时调用任意一个对象的方法

二.反射最重要的用途就是开发各种通用框架:

1.各种框架:(spring,struts....)用反射，运行时动态加载需要加载的对象。

2.各种IDE开发工具:当我们输入一个对象或类并想调用它的属性或方法时，一按点号，编译器就会自动列出它的属性或方法，这里就会用到反射。

三.基本运用:

1.获得Class对象

(1) 使用 Class 类的 forName 静态方法:

public static Class<?> forName(String className)

比如在 JDBC 开发中常用此方法加载数据库驱动:

Class.forName(driver);

(2)直接获取某一个对象的 class

Class<?> klass = int.class;

Class<?> classInt = Integer.TYPE;

(3)调用某个对象的 getClass() 方法

StringBuilder str = new StringBuilder("123");
Class<?> klass = str.getClass();
2.判断是否为某个类的实例
我们用 instanceof 关键字来判断是否为某个类的实例。同时我们也可以借助反射中 Class 对象的 isInstance() 方法来判断是否为某个类的实例，它是一个 native 方法：
public native boolean isInstance(Object obj);
3.创建实例
通过反射来生成对象主要有两种方式。
(1)使用Class对象的newInstance()方法来创建Class对象对应类的实例
Class<?> c = String.class;Object str = c.newInstance();
(2)先通过Class对象获取指定的Constructor对象，再调用Constructor对象的newInstance()方法来创建实例。这种方法可以用指定的构造器构造类的实例
//获取String所对应的Class对象
Class<?> c = String.class;
//获取String类带一个String参数的构造器
Constructor constructor = c.getConstructor(String.class);
//根据构造器创建实例
Object obj = constructor.newInstance("23333");
System.out.println(obj);
4.获取方法
获取某个Class对象的方法集合，主要有以下几个方法：
(1)getDeclaredMethods 方法返回类或接口声明的所有方法，包括公共、保护、默认（包）访问和私有方法，但不包括继承的方法。
public Method[] getDeclaredMethods() throws SecurityException
(2)getMethods 方法返回某个类的所有公用（public）方法，包括其继承类的公用方法
public Method[] getMethods() throws SecurityException
(3)getMethod 方法返回一个特定的方法，其中第一个参数为方法名称，后面的参数为方法的参数对应Class的对象
public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
5.获取构造器信息
获取类构造器的用法与上述获取方法的用法类似。主要是通过Class类的getConstructor方法得到Constructor类的一个实例，而Constructor类有一个newInstance方法可以创建一个对象实例:
public T newInstance(Object ... initargs)
6.获取类的成员变量(字段)信息
getFiled：访问公有的成员变量
getDeclaredField：所有已声明的成员变量，但不能得到其父类的成员变量
getFileds 和 getDeclaredFields 方法用法同上（参照 Method）。
7.调用方法
当我们从类中获取了一个方法后，我们就可以用 invoke() 方法来调用这个方法。invoke 方法的原型为:
public Object invoke(Object obj, Object... args)
throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException,
InvocationTargetException
8.利用反射创建数组
数组在Java里是比较特殊的一种类型，它可以赋值给一个Object Reference。下面我们看一看利用反射创建数组的例子：

public static void testArray() throws ClassNotFoundException {
        Class<?> cls = Class.forName("java.lang.String");
        Object array = Array.newInstance(cls,25);
        //往数组里添加内容
        Array.set(array,0,"hello");
        Array.set(array,1,"Java");
        Array.set(array,2,"fuck");
        Array.set(array,3,"Scala");
        Array.set(array,4,"Clojure");
        //获取某一项的内容
        System.out.println(Array.get(array,3));
    }
其中的Array类为java.lang.reflect.Array类。我们通过Array.newInstance()创建数组对象，它的原型是:

public static Object newInstance(Class<?> componentType, int length)
        throws NegativeArraySizeException {
        return newArray(componentType, length);
    }
而 newArray 方法是一个 native 方法，它在 HotSpot JVM 里的具体实现我们后边再研究，这里先把源码贴出来：

private static native Object newArray(Class<?> componentType, int length)
        throws NegativeArraySizeException;
另外，Array 类的 set 和 get 方法都为 native 方法，在 HotSpot JVM 里分别对应 Reflection::array_set 和 Reflection::array_get 方法.
四.注意事项
反射会额外消耗一定的系统资源，因此如果不需要动态地创建一个对象，那么就不需要用反射。
另外，反射调用方法时可以忽略权限检查，因此可能会破坏封装性而导致安全问题。