1.1 引出反射的需求#

• 场景：根据配置文件（如 re.properties）中的信息（类全路径、方法名），动态创建对象并调用方法。

• 优势：不修改源码，仅通过外部配置文件即可控制程序，符合设计模式的开闭原则（OCP）。这是框架技术的底层核心。

1.2 快速入门案例#

1. 读取配置文件，获取类全路径 classfullpath 和方法名 methodName。

2. 传统 new 对象方式行不通，因为类名在编译时不确定。

3. 反射解决方案：

1
// 1. 加载类，返回Class对象
2
Class cls = Class.forName(classfullpath);
3
// 2. 通过Class对象创建运行时实例
4
Object o = cls.newInstance();
5
// 3. 通过Class对象获取方法对象（万物皆对象）
6
Method method1 = cls.getMethod(methodName);
7
// 4. 通过方法对象调用方法：method1.invoke(o);

2.1 Java Reflection 定义#

• 反射机制允许程序在运行期借助 Reflection API 取得任何类的内部信息，并能操作对象的属性和方法。

• 原理核心：类加载后，在堆中会生成一个唯一的 Class 类对象，它像一面“镜子”，包含了该类的完整结构信息（成员变量、构造器、成员方法等）。通过这个 Class 对象可以反向获取类的结构。

2.2 反射能完成的操作#

1. 运行时判断任意对象的类。

2. 运行时构造任意类的对象。

3. 运行时获取任意类的成员变量和方法。

4. 运行时调用任意对象的成员变量和方法。

5. 生成动态代理。

2.3 反射相关的主要类 (java.lang.reflect)#

2.4 反射的优缺点与性能优化#

• 优点：动态性，使框架具备灵活扩展能力，是框架技术的底层支撑。

• 缺点：主要是解释执行，对执行速度有影响。

• 性能优化：通过 Method/Field/Constructor 对象的 setAccessible(true) 方法，可以关闭访问安全检查（暴破），能显著提高反射效率。

3.1 Class 类特点#

1. Class 也是类，继承自 Object。

2. Class 类对象不是 new 出来的，而是由JVM在类加载时创建的。

3. 对于某个类，在内存中只有一份 Class 对象（因为类只加载一次）。

4. 每个对象实例都记得它是由哪个 Class 对象生成的。

5. Class 对象包含了类的完整结构，可通过API获取。

6. Class 对象存放在堆中，类的字节码二进制数据（元数据）存放在方法区。

3.2 获取 Class 类对象的六种方式#

3.3 哪些类型有 Class 对象？#

• 所有类型都有 Class 对象：外部类、内部类、接口、数组、枚举、注解、基本数据类型、void。

4.1 静态加载 vs 动态加载#

• 静态加载：编译时加载相关类。如果类不存在，则编译报错。依赖性太强。

  • 触发时机：new 对象、访问静态成员、继承等。

• 动态加载：运行时加载需要的类。如果运行时未使用该类，即使不存在也不报错。降低了依赖性。

  • 触发时机：反射。

4.2 类加载过程#

1. 加载 (Loading)：将类的字节码文件读入内存，并为之创建一个 java.lang.Class 对象。

2. 连接 (Linking)：

   • 验证 (Verification)：确保字节码文件符合JVM规范，安全。

   • 准备 (Preparation)：为静态变量分配内存并设置默认初始值。

     • 注意：static final 修饰的常量，在准备阶段会直接赋值为指定的值。

   • 解析 (Resolution)：将常量池中的符号引用替换为直接引用。

3. 初始化 (Initialization)：执行类构造器 () 方法的过程，真正为静态变量赋值并执行静态代码块。JVM保证此过程线程安全。

5.1 第一组：java.lang.Class 方法#

5.2 第二组：java.lang.reflect.Field 方法#

5.3 第三组：java.lang.reflect.Method 方法#

5.4 第四组：java.lang.reflect.Constructor 方法#

6.1 创建对象#

1. 调用无参构造器（类中必须有 public 无参构造）：

1
Class cls = Class.forName("全类名");
2
Object o = cls.newInstance(); // 已过时，推荐用构造器

2. 调用指定构造器：

1
// 1. 获取指定参数类型的构造器对象
2
Constructor constructor = cls.getDeclaredConstructor(参数类型.class, ...);
3
// 2. 如果是非public构造器，需要暴破
4
constructor.setAccessible(true);
5
// 3. 调用构造器创建实例
6
Object o = constructor.newInstance(实参列表);

6.2 访问属性#

1. 根据属性名获取 Field 对象：Field f = cls.getDeclaredField(“属性名”);

2. 暴破（针对非 public 属性）：f.setAccessible(true);

3. 访问：

1
f.set(o, 值); // 设置属性值
2
f.get(o);     // 获取属性值

• 注意：如果是静态属性，set 和 get 中的对象参数 o 可以写成 null。

6.3 访问方法#

1. 根据方法名和参数列表获取 Method 对象：Method m = cls.getDeclaredMethod(“方法名”, 参数类型.class, …);

2. 暴破（针对非 public 方法）：m.setAccessible(true);

3. 调用：Object returnValue = m.invoke(o, 实参列表);

   • 注意：如果是静态方法，invoke 中的对象参数 o 可以写成 null。

   • 返回值类型为 Object，但其实际运行类型与方法定义的返回类型一致。