反射，顧名思義，它是一種逆向的操作。就好像人在照鏡子的時候，正是由于光的反射，才能看到鏡子中的自己。而在Java中，反射功能就好比是一面鏡子，通過它，我們可以在程序運(yùn)行過程中看到Class以及對象的相關(guān)信息。

在以往的經(jīng)驗(yàn)中，當(dāng)我們需要完成某些操作，往往是在編譯之前完成，比如根據(jù)創(chuàng)建對象、讀取屬性、設(shè)置屬性；我們把這些程序編寫完之后編譯器會將之編譯為class文件，然后直接在虛擬機(jī)中運(yùn)行就可以了，大部分情況確實(shí)是這樣，這也是為什么Java是"靜態(tài)語言"。

但是我們卻可以通過反射來完成在動態(tài)語言中才能做到的一些操作，比如首先第一步，通過反射獲取某個.class文件的結(jié)構(gòu)信息。

示例如下：

/** * 蝙蝠俠 */public class Batman { public Batman(String name,int age,String power){ this.name = name; this.age = age; this.power = power; } //蝙蝠俠的名字 private String name; //蝙蝠俠的年齡 private int age; //蝙蝠俠的超能力 private String power; public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public String getPower() { return power; } public void setPower(String power) { this.power = power; } /** 跟小貓談戀愛 */ private void beInLove(){ System.out.println("蝙蝠俠正在跟小貓談戀愛"); } /** 教訓(xùn)小丑 */ public void work(){ System.out.println("蝙蝠俠正在教訓(xùn)小丑"); } private void workWithGordon(String name){ System.out.printf("蝙蝠俠正在和%s一起教訓(xùn)小丑",name); }}復(fù)制代碼

//測試類public class ReflectTest { public static void main(String[] args) { Class cls = Batman.class; //1.獲取class中的所有屬性，包括全局屬性和局部屬性 Field[] fields = cls.getDeclaredFields(); System.out.println("屬性："); for (Field f : fields) { System.out.println(f); } System.out.println("方法："); //獲取class中的所有方法 Method[] mets = cls.getDeclaredMethods(); for (Method met : mets) { System.out.println(met); } System.out.println("構(gòu)造器："); //獲取class中的所有構(gòu)造器 Constructor[] cons = cls.getDeclaredConstructors(); for (Constructor c : cons) { System.out.println(c); } }}復(fù)制代碼

運(yùn)行結(jié)果：
屬性：
private java.lang.String day2.demo2.Batman.name private int day2.demo2.Batman.age private java.lang.String day2.demo2.Batman.power
方法：
public int day2.demo2.Batman.getAge() public void day2.demo2.Batman.setAge(int) public java.lang.String day2.demo2.Batman.getPower() public void day2.demo2.Batman.setPower(java.lang.String) public java.lang.String day2.demo2.Batman.getName() public void day2.demo2.Batman.setName(java.lang.String)
構(gòu)造器：
public day2.demo2.Batman(java.lang.String,int,java.lang.String)

java程序在運(yùn)行時，虛擬機(jī)在加載類時，會為這個類創(chuàng)建一個Class對象，用來表示這個類的信息?？梢酝ㄟ^類名.class、Class.forName("類名")、Object.getClass等方式獲取到一個Class對象，這個對象記錄了類的信息，通過它可以逆向獲取類的結(jié)構(gòu)。

在示例中，通過Class對象中方法的調(diào)用，獲取了Batman類中的所有屬性、方法、構(gòu)造器，但是反射的功能遠(yuǎn)不止于此，比如通過上述三個方法獲取到的Field、Method、Constructor數(shù)組對象完成進(jìn)一步的操作：

public class ReflectTest { public static void main(String[] args) { Class cls = Batman.class; Field[] fields = cls.getDeclaredFields(); System.out.println("屬性："); System.out.println("訪問修飾符：" Modifier.toString(fields[0].getModifiers())); System.out.println("是否靜態(tài)的：" Modifier.isStatic(fields[0].getModifiers())); System.out.println("是否為public：" Modifier.isPublic(fields[0].getModifiers())); System.out.println("是否常量：" Modifier.isFinal(fields[0].getModifiers())); System.out.println("方法："); Method[] mets = cls.getDeclaredMethods(); System.out.println("是否為本地方法：" Modifier.isNative(mets[0].getModifiers())); System.out.println("是否為抽象方法：" Modifier.isAbstract(mets[0].getModifiers())); System.out.println("是否為接口：" Modifier.isInterface(mets[0].getModifiers())); System.out.println("是否線程同步：" Modifier.isSynchronized(mets[0].getModifiers())); System.out.println("構(gòu)造器："); Constructor[] cons = cls.getDeclaredConstructors(); System.out.println("是否公有：" Modifier.isPublic(cons[0].getModifiers())); /** * ... * */ }}復(fù)制代碼

以上這些都是直接對Class類的操作，其實(shí)java反射也同樣支持對運(yùn)行中的對象的操作，甚至可以修改對象中屬性的值。

示例代碼：

public class ReflectTest { public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException { Batman batman = new Batman("布魯斯韋恩",27,"有錢"); Class cls = batman.getClass(); Field[] fields = cls.getDeclaredFields(); /**獲取第一個屬性name的值，由于是private屬性， 所以會報IllegalAccessException異常，很顯然是與權(quán)限有關(guān)*/ try { var name = fields[0].get(batman); System.out.println(name); }catch (IllegalAccessException e){ //這里通過一個方法設(shè)置可訪問對象的可訪問標(biāo)志 fields[0].setAccessible(true); var name = fields[0].get(batman); System.out.println(name); } //但是這里設(shè)置的只是數(shù)組中第一個屬性的訪問權(quán)限，下面這句話依然會報錯 try { var name = fields[1].get(batman); System.out.println(name); }catch (IllegalAccessException e){ //所以通過下面的方法對整個數(shù)組對象的訪問權(quán)限進(jìn)行設(shè)置 AccessibleObject.setAccessible(fields,true); var age = fields[1].get(batman); var power = fields[2].get(batman); System.out.println(age); System.out.println(power); } //修改fields[2]的值 fields[2].set(batman,"哥譚首富"); System.out.println("超能力：" batman.getPower()); }}復(fù)制代碼

運(yùn)行結(jié)果：
布魯斯韋恩
27
有錢
超能力：哥譚首富

通過調(diào)用對象的getClass()方法獲取這個類唯一的Class對象，再通過獲取到field對象的get(obj)方法獲取到這個field的值（當(dāng)然如果屬性是私有的，還需要使用setAccessible方法設(shè)置訪問標(biāo)志），并且不僅可以獲取，還能通過其set(obj,val)方法重新設(shè)置這個屬性的值。而這一切都是在程序運(yùn)行期間完成的，成功的通過反射修改了對象中的屬性。

至此，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了通過反射來查看類的信息、對象的屬性以及設(shè)置對象的屬性。那么如何通過反射來調(diào)用方法以及構(gòu)造器呢？

示例代碼：

public class ReflectTest { public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException, InstantiationException { Class cls = Batman.class; //通過反射調(diào)用構(gòu)造器創(chuàng)建蝙蝠俠對象 Batman batman = (Batman) cls.getDeclaredConstructor(String.class,int.class,String.class).newInstance("蝙蝠俠", 27, "有錢"); Method method = cls.getDeclaredMethod("beInLove"); //因?yàn)閎eInLove()方法是私有的，所以需要設(shè)置以下權(quán)限 method.setAccessible(true); method.invoke(batman); Method work = cls.getDeclaredMethod("work"); //work方法不是private的，不需要設(shè)置權(quán)限 work.invoke(batman); //調(diào)用帶參數(shù)的方法 Method workWithGordon = cls.getDeclaredMethod("workWithGordon", String.class); //私有方法依然要設(shè)置權(quán)限 workWithGordon.setAccessible(true); workWithGordon.invoke(batman,"Gordon"); }}復(fù)制代碼

至此，就完成了方法及構(gòu)造方法的調(diào)用。需要注意的是，若調(diào)用了一個帶返回值的方法，如果返回值類型是基本類型，invoke方法會返回其包裝類型，如int返回Integer、double返回Double。

另外，java.lang.reflect包中還提供了一個很好用的類Array，ArrayList中的數(shù)組擴(kuò)容就使用到了這個類。

示例代碼：

public class ReflectTest { public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException, InstantiationException { //假如我想創(chuàng)建一個數(shù)組 String[] strs = {"bruce","jack","jerry"}; strs = (String[]) copyOf(strs,10); } //現(xiàn)在我想寫一個方法來為泛型數(shù)組擴(kuò)容 public static Object[] CopyOf(Object[] obj,int nlength){ var newArray = new Object[nlength]; System.arraycopy(obj,0,newArray,0,Math.min(obj.length,nlength)); return newArray; }}復(fù)制代碼

運(yùn)行結(jié)果：Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException

這段代碼看起來好像沒有問題，通過Object超類接收任意類型的數(shù)組。但是有一個細(xì)節(jié)問題，當(dāng)創(chuàng)建一個數(shù)組然后將其轉(zhuǎn)為Object[]，再把它從Object[]轉(zhuǎn)回來是沒有問題的，但是如果直接創(chuàng)建一個Object[]轉(zhuǎn)成目標(biāo)類型的數(shù)組是會出錯的。所以上述代碼無法完成泛型數(shù)組的擴(kuò)容。

現(xiàn)在對代碼做一些改進(jìn)，示例代碼：

public class ReflectTest { public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException, InstantiationException { //假如我想創(chuàng)建一個數(shù)組 String[] strs = {"bruce","jack","jerry"}; strs = (String[]) CopyOf(strs,10); System.out.println(strs.length); } //現(xiàn)在我想寫一個方法來為泛型數(shù)組擴(kuò)容 public static Object CopyOf(Object obj,int nlength){ Class cls = obj.getClass(); if(!cls.isArray()) return null; //獲取數(shù)組的類型 Class type = cls.getComponentType(); //獲取數(shù)組的長度 int length = Array.getLength(obj); //通過Array.newInstance創(chuàng)建一個泛型數(shù)組，類型通過參數(shù)指定 Object newArray = Array.newInstance(type,nlength); System.arraycopy(obj,0,newArray,0,Math.min(length,nlength)); return newArray; }}復(fù)制代碼

運(yùn)行結(jié)果：10

這次程序成功運(yùn)行，并且成功為數(shù)組擴(kuò)容。最主要的原因是代碼中的關(guān)鍵方法，Array類的靜態(tài)方法newInstance，這個方法能夠返回一個有給定類型，給定大小的新數(shù)組，而不是一個簡單的Object[]。

總結(jié)：反射機(jī)制可以在運(yùn)行時查看、操作字段和方法。但是不應(yīng)該濫用反射，因?yàn)榉瓷湓诰幾g階段無法查找出錯誤，如果存在問題，往往到了運(yùn)行時才會發(fā)現(xiàn)。JVM無法對反射的相關(guān)代碼做優(yōu)化，所以效率相對低。并且反射可能導(dǎo)致程序不安全。

作者：現(xiàn)在沒有牛仔了
鏈接：https://juejin.cn/post/7228967103349080120