Java反射超详细讲解

什么是Java反射

Java反射（Reflection）是指在程序运行时，可以对一个类进行解剖，获取到类的所有信息，包括类名、父类、接口、变量、方法等，并能够访问和操作对象的属性和方法。

正常情况下，我们在使用Java开发时，需要先编写好类，并通过该类生成对象，然后才能使用该对象的属性和方法。但是，当我们使用反射技术时，我们可以在不编写类和对象的情况下，直接通过类名操作对象的属性和方法，实现动态创建对象、调用方法等操作。

Java反射的优缺点

Java反射技术提供了很方便的动态操作对象的方式，但是也存在以下缺点：

• 反射操作的可读性较差，代码难以维护；
• 反射的性能较低，通常比直接调用方法要慢；
• 反射需要运行时处理，可能导致运行时异常。

获取Class对象的方式

获取到Class对象是使用反射的前提，我们可以通过以下方式获取Class对象：

// 1. 使用类名获取Class对象
Class<?> cls = Class.forName("com.example.demo.User");

// 2. 使用类对象的getClass()方法获取Class对象
User user = new User();
Class<?> cls = user.getClass();

// 3. 使用.class语法获取Class对象
Class<?> cls = User.class;

获取类信息

获取到Class对象后，我们可以获取到类的一些信息，如类名、父类、接口、变量、方法等：

Class<?> cls = Class.forName("com.example.demo.User");

// 获取类名
String className = cls.getName();
System.out.println("类名：" + className);

// 获取父类名
Class<?> superClass = cls.getSuperclass();
System.out.println("父类名：" + superClass.getName());

// 获取实现的接口
Class<?>[] interfaces = cls.getInterfaces();
for (Class<?> c : interfaces) {
    System.out.println("实现的接口：" + c.getName());
}

// 获取所有的属性
Field[] fields = cls.getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
    System.out.println("属性名：" + field.getName());
    System.out.println("属性类型：" + field.getType().getName());
    System.out.println("修饰符：" + Modifier.toString(field.getModifiers()));
}

// 获取所有的方法
Method[] methods = cls.getDeclaredMethods();
for (Method method : methods) {
    System.out.println("方法名：" + method.getName());
    System.out.println("方法返回值类型：" + method.getReturnType().getName());
    System.out.println("修饰符：" + Modifier.toString(method.getModifiers()));
    System.out.println("参数列表：");
    Class<?>[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
    for (Class<?> parameterType : parameterTypes) {
        System.out.println(parameterType.getName());
    }
}

动态创建对象

使用反射技术，我们可以在程序运行时动态创建任意一个类的对象，示例如下：

Class<?> cls = Class.forName("com.example.demo.User");

// 动态创建User对象
User user = (User) cls.newInstance();

// 设置属性值
Field nameField = cls.getDeclaredField("name");
nameField.setAccessible(true);
nameField.set(user, "张三");

Field ageField = cls.getDeclaredField("age");
ageField.setAccessible(true);
ageField.set(user, 18);

// 调用方法
Method sayHelloMethod = cls.getDeclaredMethod("sayHello");
sayHelloMethod.invoke(user);

动态代理

动态代理是一种非常重要的Java反射应用。使用动态代理可以在运行时动态地创建一个代理类，代理类可以充当目标对象的替身，并在代理类中调用目标对象的方法。常见的动态代理框架有JDK动态代理和cglib代理。

以下是JDK动态代理的示例：

// 定义目标类接口
interface UserDao {
    String save(String username);
}

// 定义目标类实现
class UserDaoImpl implements UserDao {
    @Override
    public String save(String username) {
        System.out.println("保存用户数据：" + username);
        return "保存成功";
    }
}

// 定义代理类
class UserDaoProxy implements InvocationHandler {
    private Object target;

    public UserDaoProxy(Object target) {
        this.target = target;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("开始保存用户数据");
        Object result = method.invoke(target, args);
        System.out.println("保存用户数据完成");
        return result;
    }
}

// 测试
UserDao userDao = new UserDaoImpl();
UserDao proxy = (UserDao) Proxy.newProxyInstance(userDao.getClass().getClassLoader(), new Class[]{UserDao.class}, new UserDaoProxy(userDao));
proxy.save("zhangsan");

总结

Java反射是一种非常强大的技术，可以实现很多动态操作对象的功能。但是，使用反射也需要注意性能和可读性等问题，适用时需要谨慎选择。