1.什么是反射?

反射是在运行状态中,
对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法;
对于任意一个对象,都能够调用它的任意一个方法和属性;
这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为 Java 语言的反射机制。

2.反射机制的优缺点有哪些?

- 优点:能够运行时动态获取类的实例,提高灵活性;可与动态编译结合
- 缺点:使用反射性能较低,需要解析字节码,将内存中的对象进行解析。

其解决方案是:通过setAccessible(true)关闭JDK的安全检查来提升反射速度;多次创建一个类的实例时,有缓存会快很多;ReflflectASM工具类,通过字节码生成的方式加快反射速度。

3.如何获取反射中的Class对象?

  • Class.forName(“类的路径”);当你知道该类的全路径名时,你可以使用该方法获取 Class 类对象。

      
    Class clz = Class.forName("java.lang.String");
    
  • 类名.class。这种方法只适合在编译前就知道操作的 Class。

    Class clz = String.class;
    
  • 对象名.getClass()。

    String str = new String("Hello");
    Class clz = str.getClass();
    
  • 如果是基本类型的包装类,可以调用包装类的Type属性来获得该包装类的Class对象。

4.Java反射API有几类?

反射 API 用来生成 JVM 中的类、接口或则对象的信息。

  • Class 类:反射的核心类,可以获取类的属性,方法等信息。
  • Field 类:Java.lang.reflec 包中的类,表示类的成员变量,可以用来获取和设置类之中的属性值
  • Method 类:Java.lang.reflec 包中的类,表示类的方法,它可以用来获取类中的方法信息或者执行方法。
  • Constructor 类:Java.lang.reflec 包中的类,表示类的构造方法。

5.反射使用的步骤?

  • 获取想要操作的类的Class对象,这是反射的核心,通过Class对象我们可以任意调用类的方法。
  • 调用 Class 类中的方法,既就是反射的使用阶段
  • 使用反射 API 来操作这些信息

具体可以看下面的例子:

public class Apple {

private int price;

public int getPrice() {
    return price;
}

public void setPrice(int price) {
    this.price = price;
}

public static void main(String[] args) throws Exception{
    //正常的调用
    Apple apple = new Apple();
    apple.setPrice(5);
    System.out.println("Apple Price:" + apple.getPrice());
    //使用反射调用
    Class clz = Class.forName("com.chenshuyi.api.Apple");
    Method setPriceMethod = clz.getMethod("setPrice", int.class);
    Constructor appleConstructor = clz.getConstructor();
    Object appleObj = appleConstructor.newInstance();
    setPriceMethod.invoke(appleObj, 14);
    Method getPriceMethod = clz.getMethod("getPrice");
    System.out.println("Apple Price:" + getPriceMethod.invoke(appleObj));
   }
 }

从代码中可以看到我们使用反射调用了 setPrice 方法,并传递了 14 的值。之后使用反射调用了 getPrice 方法,输出其价格。上面的代码整个的输出结果是:

 Apple Price:5
 Apple Price:14

从这个简单的例子可以看出,一般情况下我们使用反射获取一个对象的步骤:

  • 获取类的 Class 对象实例 Class clz = Class.forName("com.zhenai.api.Apple");
  • 根据 Class 对象实例获取 Constructor 对象 Constructor appleConstructor = clz.getConstructor();
  • 使用 Constructor 对象的 newInstance 方法获取反射类对象 Object appleObj = appleConstructor.newInstance();

而如果要调用某一个方法,则需要经过下面的步骤:

  • 获取方法的 Method 对象 Method setPriceMethod = clz.getMethod("setPrice", int.class);
  • 利用 invoke 方法调用方法 setPriceMethod.invoke(appleObj, 14);

6.为什么引入反射概念?反射机制的应用有哪些?

  • 反射让开发人员可以通过外部类的全路径名创建对象,并使用这些类,实现一些扩展的功能。
  • 反射让开发人员可以枚举出类的全部成员,包括构造函数、属性、方法。以帮助开发者写出正确的代码。
  • 测试时可以利用反射 API 访问类的私有成员,以保证测试代码覆盖率。

举两个最常见使用反射的例子,来说明反射机制的强大之处:

  • JDBC 的数据库的连接
    如果要想用JDBC进行数据库的连接,则必须按照以下的几步完成

    • 通过Class.forName()加载数据库的驱动程序 (通过反射加载,前提是引入相关了Jar包);
    • 通过 DriverManager 类进行数据库的连接,连接的时候要输入数据库的连接地址、用户名、密码;
    • 通过Connection 接口接收连接。
public class ConnectionJDBC {  

/** 
 * @param args 
 */  
//驱动程序就是之前在classpath中配置的JDBC的驱动程序的JAR 包中  
public static final String DBDRIVER = "com.mysql.jdbc.Driver";  
//连接地址是由各个数据库生产商单独提供的,所以需要单独记住  
public static final String DBURL = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";  
//连接数据库的用户名  
public static final String DBUSER = "root";  
//连接数据库的密码  
public static final String DBPASS = "";  
  
  
public static void main(String[] args) throws Exception {  
    Connection con = null; //表示数据库的连接对象  
    Class.forName(DBDRIVER); //1、使用CLASS 类加载驱动程序 ,反射机制的体现 
    con = DriverManager.getConnection(DBURL,DBUSER,DBPASS); //2、连接数据库  
    System.out.println(con);  
    con.close(); // 3、关闭数据库  
}  
  • Spring 框架xml的配置模式。
    Spring 通过 XML 配置模式装载 Bean 的过程:

    • 将程序内所有 XML 或 Properties 配置文件加载入内存中;
    • Java类里面解析xml或properties里面的内容,得到对应实体类的字节码字符串以及相关的属性信息;
    • 使用反射机制,根据这个字符串获得某个类的Class实例;
    • 动态配置实例的属性。

    Spring这样做的好处是:

    - 不用每一次都要在代码里面去new或者做其他的事情;
    - 以后要改的话直接改配置文件,代码维护起来就很方便了;
    - 有时为了适应某些需求,Java类里面不一定能直接调用另外的方法,可以通过反射机制来实现。

    模拟 Spring 加载 XML 配置文件:

    public class BeanFactory {
    private Map<String, Object> beanMap = new HashMap<String, Object>();
    /**
    * bean工厂的初始化.
    * @param xml xml配置文件
    */
    public void init(String xml) {
           try {
                  //读取指定的配置文件
                  SAXReader reader = new SAXReader();
                  ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
                  //从class目录下获取指定的xml文件
                  InputStream ins = classLoader.getResourceAsStream(xml);
                  Document doc = reader.read(ins);
                  Element root = doc.getRootElement();  
                  Element foo;
                 
                  //遍历bean
                  for (Iterator i = root.elementIterator("bean"); i.hasNext();) {  
                         foo = (Element) i.next();
                         //获取bean的属性id和class
                         Attribute id = foo.attribute("id");  
                         Attribute cls = foo.attribute("class");
                        
                         //利用Java反射机制,通过class的名称获取Class对象
                         Class bean = Class.forName(cls.getText());
                        
                         //获取对应class的信息
                         java.beans.BeanInfo info = java.beans.Introspector.getBeanInfo(bean);
                         //获取其属性描述
                         java.beans.PropertyDescriptor pd[] = info.getPropertyDescriptors();
                         //设置值的方法
                         Method mSet = null;
                         //创建一个对象
                         Object obj = bean.newInstance();
                        
                         //遍历该bean的property属性
                         for (Iterator ite = foo.elementIterator("property"); ite.hasNext();) {  
                                Element foo2 = (Element) ite.next();
                                //获取该property的name属性
                                Attribute name = foo2.attribute("name");
                                String value = null;
                               
                                //获取该property的子元素value的值
                                for(Iterator ite1 = foo2.elementIterator("value"); ite1.hasNext();) {
                                       Element node = (Element) ite1.next();
                                       value = node.getText();
                                       break;
                                }
                               
                                for (int k = 0; k < pd.length; k++) {
                                       if (pd[k].getName().equalsIgnoreCase(name.getText())) {
                                              mSet = pd[k].getWriteMethod();
                                              //利用Java的反射极致调用对象的某个set方法,并将值设置进去
                                              mSet.invoke(obj, value);
                                       }
                                }
                         }
                        
                         //将对象放入beanMap中,其中key为id值,value为对象
                         beanMap.put(id.getText(), obj);
                  }
           } catch (Exception e) {
                  System.out.println(e.toString());
           }
    }
    
    //other codes

}

7.反射机制的原理是什么?

   Class actionClass=Class.forName(“MyClass”);
   Object action=actionClass.newInstance();
   Method method = actionClass.getMethod(“myMethod”,null);
   method.invoke(action,null);

上面就是最常见的反射使用的例子,前两行实现了类的装载、链接和初始化(newInstance方法实际上也是使用反射调用了方法),后两行实现了从class对象中获取到method对象然后执行反射调用。

  • 反射获取类实例 Class.forName(),并没有将实现留给了java,而是交给了jvm去加载!主要是先获取 ClassLoader, 然后调用 native 方法,获取信息,加载类则是回调 java.lang.ClassLoader。最后,jvm又会回调 ClassLoader 进类加载!
  • newInstance() 主要做了三件事:

    • 权限检测,如果不通过直接抛出异常;
    • 查找无参构造器,并将其缓存起来
    • 调用具体方法的无参构造方法,生成实例并返回。
  • 获取Method对象,
    image.png
    上面的Class对象是在加载类时由JVM构造的,JVM为每个类管理一个独一无二的Class对象,这份Class对象里维护着该类的所有Method,Field,Constructor的cache,这份cache也可以被称作根对象。

每次getMethod获取到的Method对象都持有对根对象的引用,因为一些重量级的Method的成员变量(主要是MethodAccessor),我们不希望每次创建Method对象都要重新初始化,于是所有代表同一个方法的Method对象都共享着根对象的MethodAccessor,每一次创建都会调用根对象的copy方法复制一份:

  • 调用invoke()方法。调用invoke方法的流程如下:
    image.png
    调用Method.invoke之后,会直接去调MethodAccessor.invoke。MethodAccessor就是上面提到的所有同名method共享的一个实例,由ReflectionFactory创建。

创建机制采用了一种名为inflation的方式(JDK1.4之后):如果该方法的累计调用次数<=15,会创建出NativeMethodAccessorImpl,它的实现就是直接调用native方法实现反射;如果该方法的累计调用次数>15,会由java代码创建出字节码组装而成的MethodAccessorImpl。(是否采用inflation和15这个数字都可以在jvm参数中调整) 以调用MyClass.myMethod(String s)为例,生成出的MethodAccessorImpl字节码翻译成Java代码大致如下:

  public class GeneratedMethodAccessor1 extends MethodAccessorImpl {    
  public Object invoke(Object obj, Object[] args)  throws Exception {
    try {
        MyClass target = (MyClass) obj;
        String arg0 = (String) args[0];
        target.myMethod(arg0);
    } catch (Throwable t) {
        throw new InvocationTargetException(t);
    }
}
}

因反射原理较复杂,上面简要描述下流程,想要详细了解可以看这篇文章:
https://www.cnblogs.com/yougewe/p/10125073.html


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