反射机制

反射机制概念

JAVA 反射机制是在运行状态中，对于任意一个实体类，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方法和属性；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为 java 语言的反射机制。

主要是指程序可以访问，检测和修改它本身状态或行为的一种能力，并能根据自身行为的状态和结果，调整或修改应用所描述行为的状态和相关的语义。在 java 中，只要给定类的名字，那么就可以通过反射机制来获得类的所有信息。

反射是 Java 中一种强大的工具，能够使我们很方便的创建灵活的代码，这些代码可以再运行时装配，无需在组件之间进行源代码链接。但是反射使用不当会成本很高！

类中有什么信息，利用反射机制就能可以获得什么信息，不过前提是得知道类的名字。所有类的对象其实都是 Class 的实例。

反射机制的作用

在运行时判断任意一个对象所属的类；
在运行时构造任意一个类的对象；
在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法；
在运行时调用任意一个对象的方法；
生成动态代理。

反射机制的优点与缺点

首先要搞清楚为什么要用反射机制？直接创建对象不就可以了吗，这就涉及到了动态与静态的概念。

静态编译：在编译时确定类型，绑定对象，即通过。
动态编译：运行时确定类型，绑定对象。动态编译最大限度发挥了 java 的灵活性，体现了多态的应用，有以降低类之间的藕合性。

反射机制的优点

可以实现动态创建对象和编译，体现出很大的灵活性（特别是在 J2EE 的开发中它的灵活性就表现的十分明显）。通过反射机制我们可以获得类的各种内容，进行了反编译。对于 JAVA 这种先编译再运行的语言来说，反射机制可以使代码更加灵活，更加容易实现面向对象。

比如，一个大型的软件，不可能一次就把把它设计的很完美，当这个程序编译后，发布了，当发现需要更新某些功能时，我们不可能要用户把以前的卸载，再重新安装新的版本，假如这样的话，这个软件肯定是没有多少人用的。采用静态的话，需要把整个程序重新编译一次才可以实现功能的更新，而采用反射机制的话，它就可以不用卸载，只需要在运行时才动态的创建和编译，就可以实现该功能。

反射机制的缺点

对性能有影响。使用反射基本上是一种解释操作，我们可以告诉 JVM，我们希望做什么并且它满足我们的要求。这类操作总是慢于只直接执行相同的操作。

反射机制的示例

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

class Car {
	private String brand;
	private String color;
	private int maxSpeed;

	public Car() {
	}

	public Car(String brand, String color, int maxSpeed) {
		this.brand = brand;
		this.color = color;
		this.maxSpeed = maxSpeed;
	}

	public String getBrand() {
		return brand;
	}

	public void setBrand(String brand) {
		this.brand = brand;
	}

	public String getColor() {
		return color;
	}

	public void setColor(String color) {
		this.color = color;
	}

	public int getMaxSpeed() {
		return maxSpeed;
	}

	public void setMaxSpeed(int maxSpeed) {
		this.maxSpeed = maxSpeed;
	}

	public void introduce() {
		System.out.println("brand:" + brand + "; color:" + color + "; maxspeed:" + maxSpeed);
	}
}

public class hello {

	public static void main(String[] args) {
		// 通过类加载器加载Car类对象
		ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
		Class<?> clazz = null;
		try {
			clazz = loader.loadClass("Car");
		} catch (ClassNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		}

		// 获取类的默认构造器并通过它实例化Car
		Constructor<?> cons = null;
		Car car = null;
		try {
			cons = clazz.getDeclaredConstructor((Class[]) null);
			car = (Car) cons.newInstance();
		} catch (NoSuchMethodException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (SecurityException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (InstantiationException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IllegalAccessException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IllegalArgumentException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (InvocationTargetException e) {
			e.printStackTrace();
		}

		// 通过反射方法设置属性
		Method setBrand = null;
		try {
			setBrand = clazz.getMethod("setBrand", String.class);
			setBrand.invoke(car, "红旗CA72");
			Method setColor = clazz.getMethod("setColor", String.class);
			setColor.invoke(car, "黑色");
			Method setMaxSpeed = clazz.getMethod("setMaxSpeed", int.class);
			setMaxSpeed.invoke(car, 200);
		} catch (NoSuchMethodException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (SecurityException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IllegalAccessException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IllegalArgumentException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (InvocationTargetException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

类的生命周期

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加载

我们编写一个 java 的源文件，经过编译后生成一个后缀名为.class 的文件，这结合四字节码文件，java 虚拟机就识别这种文件，java 的生命周期就是 class 文件从加载到消亡的过程。

关于加载，其实，就是将源文件的 class 文件找到类的信息将其加载到方法区中，然后在堆区中实例化一个 java.lang.Class 对象，作为方法区中这个类的信息的入口。但是这一功能是在 JVM 之外实现的，主要的原因是方便让应用程序自己决定如何获取这个类，在不同的虚拟机实现的方式不一定相同，hotspot 虚拟机是采用需要时在加载的方式，也有其他是先预先加载的。