誰(shuí)能給我講一講Java中反射機(jī)制？

在學(xué)習(xí) Java 反射之前，先讓我們看看這幾個(gè)概念。

01. 解釋型語(yǔ)言和編譯型語(yǔ)言

解釋型語(yǔ)言：不需要編譯，在運(yùn)行的時(shí)候逐行翻譯解釋；修改代碼時(shí)可以直接修改，可以快速部署，不過(guò)性能上會(huì)比編譯型語(yǔ)言稍差；比如 JavaScript、Python ；

編譯型語(yǔ)言：需要通過(guò)編譯器將源代碼編譯成機(jī)器碼才能執(zhí)行；編譯之后如果需要修改代碼，在執(zhí)行之前就需要重新編譯。比如 C 語(yǔ)言；

Java 嚴(yán)格來(lái)說(shuō)也是編譯型語(yǔ)言，但又介于編譯型和解釋型之間；Java 不直接生成機(jī)器碼而是生成中間碼：編譯期間，是將源碼交給編譯器生成 class 文件（字節(jié)碼），這個(gè)過(guò)程中只做了翻譯的工作，并沒(méi)有把代碼放入內(nèi)存運(yùn)行；當(dāng)進(jìn)入運(yùn)行期，字節(jié)碼才被 Java 虛擬機(jī)加載、解釋成機(jī)器語(yǔ)言并運(yùn)行。

02. 動(dòng)態(tài)語(yǔ)言和靜態(tài)語(yǔ)言

動(dòng)態(tài)語(yǔ)言：是指程序在運(yùn)行時(shí)可以改變自身結(jié)構(gòu)，在運(yùn)行時(shí)確定數(shù)據(jù)類型，一個(gè)對(duì)象是否能執(zhí)行某操作，只取決于它有沒(méi)有對(duì)應(yīng)的方法，而不在乎它是否是某種類型的對(duì)象；比如 JavaScript、Python。

靜態(tài)語(yǔ)言：相對(duì)于動(dòng)態(tài)語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，在編譯時(shí)變量的數(shù)據(jù)類型就已經(jīng)確定（使用變量之前必須聲明數(shù)據(jù)類型），在編譯時(shí)就會(huì)進(jìn)行類型是否匹配；比如 C 語(yǔ)言、Java ；

03. 反射的概念

Java 反射機(jī)制：在運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)于任意一個(gè)類，都能知道其所有的屬性和方法；對(duì)于任意一個(gè)對(duì)象，都能調(diào)用其屬性和方法；這種動(dòng)態(tài)獲取類信息和調(diào)用對(duì)象方法的功能，就是 Java 反射機(jī)制。

既然反射里面有一個(gè)“反”字，那么我們先看看何為“正”。

在 Java 中，要使用一個(gè)類中的某個(gè)方法，“正向”都是這樣的：

那么反向（反射）要如何實(shí)現(xiàn)？

兩段代碼執(zhí)行的結(jié)果是一樣的，但是“正向”代碼在編譯前，就已經(jīng)明確了要運(yùn)行的類是什么（ArrayList），而第二段代碼，只有在代碼運(yùn)行時(shí)，才知道運(yùn)行的類是 java.util.ArrayList。

04. 反射的作用

講到這里，有些同學(xué)可能會(huì)有疑問(wèn)：“反射有什么用？我明明都已經(jīng)知道了要使用的類是 ArrayList ，我不能直接 new 一個(gè)對(duì)象然后執(zhí)行里面的方法么？”

當(dāng)然可以！不過(guò)很多場(chǎng)景中，在代碼運(yùn)行之前并不知道需要使用哪個(gè)類，或者說(shuō)在運(yùn)行的時(shí)候才決定使用哪個(gè)類；

比如有這么一個(gè)功能：“調(diào)用阿里云的人臉識(shí)別 API ”；這還不簡(jiǎn)單，參考對(duì)方的 API 文檔，很快就能實(shí)現(xiàn)。

上線一個(gè)月后，領(lǐng)導(dǎo)說(shuō)：“咱公司開(kāi)始和騰訊云合作了，人臉識(shí)別的接口改一下吧”。

修改上線運(yùn)行了兩個(gè)月，領(lǐng)導(dǎo)說(shuō)：“換回來(lái)吧”... ...

當(dāng)然有聰明的程序員會(huì)想到設(shè)置一個(gè)開(kāi)關(guān)配置，讓開(kāi)關(guān)決定走哪段代碼邏輯，如果領(lǐng)導(dǎo)哪天想變成亞馬遜云的服務(wù)，繼續(xù)寫 if-else 就好了：

不過(guò)還有一種更好的方法：

1. 定義一個(gè)接口：

2. 多個(gè)實(shí)現(xiàn)類：

3. 在調(diào)用人臉識(shí)別功能的代碼中：

如果上面這個(gè)例子，你依然覺(jué)得在調(diào)用方法中做 if-else 判斷，和使用反射實(shí)現(xiàn)并沒(méi)有差太多，但是如果程序員 A 提供接口，程序員 B 提供實(shí)現(xiàn)，程序員 C 寫客戶端呢？

回憶一下 JDBC 的使用，比如創(chuàng)建一個(gè)連接：

其中：

程序員 A 提供接口：Oracle 公司（之前的 Sun）提供 JDBC 標(biāo)準(zhǔn)（接口）。程序員 B 提供實(shí)現(xiàn)：各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)廠商提供針對(duì)自家數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)。程序員 C 寫客戶端：我等碼農(nóng)在 Java 中敲代碼訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)。

總結(jié)一下Java 反射的作用：可以設(shè)計(jì)出更為通用和靈活的架構(gòu)，很多框架為了保證其通用性，可以根據(jù)配置加載不用的類，這時(shí)候要用到反射。除此之外：

動(dòng)態(tài)代理：在不改變目標(biāo)對(duì)象方法的情況下對(duì)方法進(jìn)行增強(qiáng)，比如使用 AOP 攔截某些方法打印日志，這就需要通過(guò)反射執(zhí)行方法中的內(nèi)容。注解：利用反射機(jī)制，獲取注解并執(zhí)行對(duì)應(yīng)的行為。05. 用反射的用法

上文中我們知道了 Java 運(yùn)行期的源文件是 class 文件（字節(jié)碼），所以要使用反射，那么就需要獲取到字節(jié)碼文件對(duì)象，在 Java 中，獲取字節(jié)碼文件對(duì)象有三種方式：

調(diào)用某個(gè)類的 class 屬性：類名.class調(diào)用對(duì)象的 getClass() 方法：對(duì)象.getClass()使用 Class 類中的 forName() 靜態(tài)方法：Class.forName(類的全路徑) ，建議使用這種方法

java.lang.reflect 類庫(kù)提供了對(duì)反射的支持：

Field ：可以使用 get 和 set 方法讀取和修改對(duì)象的屬性；Method ：可以使用 invoke() 方法調(diào)用對(duì)象中的方法；Constructor ：可以用 newInstance() 創(chuàng)建新的對(duì)象。06. 反射的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)獲取類和對(duì)象中的內(nèi)容，極大地提高系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)展性；夸張一些說(shuō)，反射是框架設(shè)計(jì)的靈魂。

缺點(diǎn)：會(huì)有一定的性能損耗，JVM 無(wú)法對(duì)這些代碼進(jìn)行優(yōu)化；破壞類的封裝性。

總之，可能大家在平時(shí)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，感覺(jué)自己并沒(méi)有寫過(guò)反射相關(guān)的代碼，但是在我們用到的各種開(kāi)源框架中，反射無(wú)處不在。

我將持續(xù)分享Java開(kāi)發(fā)、架構(gòu)設(shè)計(jì)、程序員職業(yè)發(fā)展等方面的見(jiàn)解，希望能得到你的關(guān)注；關(guān)注我后，可私信發(fā)送數(shù)字【1】，獲取海量學(xué)習(xí)資料。