Java程式設計師都需要懂的「反射」
前言
只有光頭才能變強。
文字已收錄至我的GitHub精選文章，歡迎Star：https://github.com/ZhongFuCheng3y/3y
今天來簡單寫一下Java的反射。本來沒打算寫反射這個知識點的，只是不少的讀者都問過我：“你的知識點好像缺了反射阿。能不能補一下？”
這週末也有點空了，所以來寫寫我對反射的簡單理解。這篇是入門文章，沒有高深的知識點，希望能對新人有幫助。如果文章有錯的地方，麻煩在評論區友善評論指出~
Java常用和重要的知識點我都寫過（現在已有200+篇技術原創），如果想看的同學，不妨關注我的GitHub，即可獲取我的所有原創文章。
一、序言
在學習Java基礎的時候，一般都會學過反射。我在初學反射的時候，並不能理解反射是用來幹嘛的。學了一些API發現：“明明我自己能直接new一個物件，為什麼它要繞一個圈子，先拿到Class物件，再呼叫Class物件的方法來建立物件呢，這不是多餘嗎？”
相信很多人在初學反射的時候也都會有這個想法（我就不相信就只有我一個人這麼蠢！！）
而且在搜尋相關資料的時候，一般也僅僅是講解反射的一系列API，始終是不瞭解反射究竟是有什麼用，這篇文章來告訴你吧。覺得不錯，給我點個讚唄
二、引出Class物件
首先我們來看一段程式碼：
public class Demo { // 自建了一個Student類 class Student{ } public static void main(String[] args) { // 將Object 強轉成Student類 Object o = new Object(); Student s = (Student) o; } }
我們在IDE編寫這一段程式碼的時候，不會出現任何的錯誤。但是等我們執行的時候，我們會知道這肯定強轉失敗了。
那麼“Java”（實質上JVM）是怎麼知道我們寫的強轉有沒有問題的呢？可以依賴Class物件來協助判斷。
如果看過我寫JVM的那篇文章的同學應該都知道一個物件的載入過程，如果沒看過的同學可以再去看看，順便在這裡給大家複習一下：
- 一個
.java的檔案經過javac命令編譯成功後，得到一個.class的檔案 - 當我們執行了初始化操作(有可能是new、有可能是子類初始化 父類也一同被初始化、也有可能是反射...等)，會將
.class檔案通過類載入器裝載到jvm中 將
.class檔案載入器載入到jvm中，又分了好幾個步驟，其中包括 載入、連線和初始化其中在載入的時候，會在Java堆中建立一個java.lang.Class類的物件，這個Class物件代表著類相關的資訊。
既然說，Class物件代表著類相關的資訊，那說明只要類有什麼東西，在Class物件我都能找得到。我們開啟IDE看看裡邊的方法：
於是我們可以通過Class物件來判斷物件的真正型別。
三、反射介紹
其實反射就是圍繞著Class物件和java.lang.reflect類庫來學習，就是各種的API
比如上面截圖的Method/Field/Constructor這些都是在java.lang.reflect類庫下，正是因為這些類庫的學習並不難，所以我才一直沒寫反射的文章。
我並不是說這些API我都能記住，只是這些API教程在網上有非常非常多，也足夠通俗易懂了。在入門的時候，其實掌握以下幾種也差不多了：
- 知道獲取Class物件的幾種途徑
- 通過Class物件創建出物件，獲取出構造器，成員變數，方法
- 通過反射的API修改成員變數的值，呼叫方法
/*
下面是我初學反射時做的筆記，應該可以幫到大家，程式碼我就不貼了。（Java3y你值得關注）
*/
想要使用反射，我先要得到class檔案物件，其實也就是得到Class類的物件
Class類主要API：
成員變數 - Field
成員方法 - Constructor
構造方法 - Method
獲取class檔案物件的方式：
1：Object類的getClass()方法
2：資料型別的靜態屬性class
3：Class類中的靜態方法：public static Class ForName(String className)
--------------------------------
獲取成員變數並使用
1: 獲取Class物件
2：通過Class物件獲取Constructor物件
3：Object obj = Constructor.newInstance()建立物件
4：Field field = Class.getField("指定變數名")獲取單個成員變數物件
5：field.set(obj,"") 為obj物件的field欄位賦值
如果需要訪問私有或者預設修飾的成員變數
1:Class.getDeclaredField()獲取該成員變數物件
2:setAccessible() 暴力訪問
---------------------------------
通過反射呼叫成員方法
1：獲取Class物件
2：通過Class物件獲取Constructor物件
3：Constructor.newInstance()建立物件
4：通過Class物件獲取Method物件 ------getMethod("方法名");
5: Method物件呼叫invoke方法實現功能
如果呼叫的是私有方法那麼需要暴力訪問
1: getDeclaredMethod()
2: setAccessiable(); 相信我，去搜索引擎看一會，你就學會了。反射的API並不難學，一般人學不懂反射因為不知道反射究竟能幹什麼，下面我來講講我的講解。
四、為什麼需要反射
在初學Java的時候其實我個人認為還是比較難理解為什麼需要反射的，因為沒有一定的程式碼量下，很難理解為什麼我要繞一個圈子去搞反射這一套。
我現在認為用反射主要有兩個原因：
- 提高程式的靈活性
- 遮蔽掉實現的細節，讓使用者更加方便好用
我一直在文章中都在強調，學某一項技術之前，一定要理解為什麼要學這項技術，所以我的文章一般會花比較長的幅度上講為什麼。
下面我來舉幾個例子來幫助大家理解
4.1 案例一（JDBC）
相信大家都寫過jdbc的程式碼，我貼一小段，大家回顧一下：
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
//獲取與資料庫連線的物件-Connetcion
connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/java3y", "root", "root");
//獲取執行sql語句的statement物件
statement = connection.createStatement();
//執行sql語句,拿到結果集
resultSet = statement.executeQuery("SELECT * FROM users");後來為什麼要變成下面這種形式呢？
//獲取配置檔案的讀入流
InputStream inputStream = UtilsDemo.class.getClassLoader().getResourceAsStream("db.properties");
Properties properties = new Properties();
properties.load(inputStream);
//獲取配置檔案的資訊
driver = properties.getProperty("driver");
url = properties.getProperty("url");
username = properties.getProperty("username");
password = properties.getProperty("password");
//載入驅動類
Class.forName(driver);理由很簡單，人們不想修改程式碼。只要存在有變動的地方，我寫在配置裡邊，不香嗎？但凡有一天，我的username，password，url甚至是資料庫都改了，我都能夠通過修改配置的方式去實現。
不需要動我絲毫的程式碼，改下配置就完事了，這就能提供程式的靈活性。
有人可能會問：“那還是要改啊，我改程式碼也很快啊，你改配置不也是要改嗎”。
其實不一樣的，我舉個例子：
- 三歪寫了一個JDBC元件，把各種配置都寫死在程式碼上，比如上面的driver/username/資料庫連線數等等。現在三歪不幹了，要跑路了。
- 敖丙來接手三歪的程式碼，敖丙剛開始接手專案，公司說要換資料庫。敖丙給領導說：這玩意，我改改配置就好了，幾分鐘完事。
- 敖丙找了半天都沒找到配置的地方，由於三歪寫的程式碼又臭又爛，找了半天才找到入口和對應的位置。
改程式碼的風險要比改配置大，即便不知道程式碼的實現都能通過改配置來完成要做的事。
這種就能通過可配的，其內部很可能就是通過反射來做的。
這裡只是說可能，但不全是。有的可配的引數可能就僅僅只是配置，跟反射無關。但上面jdbc的例子，就是通過反射來載入驅動的。
4.2 案例二（SpringMVC）
相信大家學SpringMVC之前都學過Servlet的吧，如果沒學過，建議看我的文章再複復習。
我當時學MVC框架的時候給我帶來印象最深的是什麼，本來需要各種getParameter()，現在只要通過約定好JavaBean的欄位名，就能把值填充進去了。
還是上程式碼吧，這是我們當時學Servlet的現狀：
//通過html的name屬性，獲取到值
String username = request.getParameter("username");
String password = request.getParameter("password");
String gender = request.getParameter("gender");
//複選框和下拉框有多個值，獲取到多個值
String[] hobbies = request.getParameterValues("hobbies");
String[] address = request.getParameterValues("address");
//獲取到文字域的值
String description = request.getParameter("textarea");
//得到隱藏域的值
String hiddenValue = request.getParameter("aaa");我們學到SpringMVC的時候是怎麼樣的：
@RequestMapping(value = "/save")
@ResponseBody
public String taskSave(PushConfig pushConfig) {
// 直接使用
String name= pushConfig.getName();
}為什麼SpringMVC能做到？其實就是通過反射來做的。
相信你也有過的經歷：
- 如果你的JavaBean的屬性名跟傳遞過來的引數名不一致，那就“自動組裝”失敗了。因為反射只能根據引數名去找欄位名，如果不一致，那肯定
set不進去了。所以就組裝失敗了呀~
如果在使用框架的時候，為什麼我們往往寫上JavaBean，保持欄位名與引數名相同，就能“自動”得到對應的值呢。這就是反射的好處。
遮蔽掉實現的細節，讓使用者更加方便好用
五、我們寫反射的程式碼多嗎？
大部分程式設計師都是寫業務程式碼的，大部分程式設計師都是維護老系統的，其實要我們自己寫反射的程式碼的時候，真的不多。
從上面也看出，什麼時候會寫反射？寫我們自己元件/框架的時候。如果想找個地練手一下反射，我覺得自定義註解是一個不錯的選擇。
因為現在用註解的地方很多，主要是夠清晰簡單（再也不用對著一堆的XML檔案了，哈哈哈哈~）。
我初學的時候寫過一段，可以簡單參考一下，思路都差不多的哈。下面是使用的效果（使用自定義註解給不同的介面增加許可權）
@permission("新增分類")
/*新增分類*/ void addCategory(Category category);
/*查詢分類*/
void findCategory(String id);
@permission("查詢分類")
/*檢視分類*/ List<Category> getAllCategory();返回一個代理的Service物件來處理自定義註解：
public class ServiceDaoFactory {
private static final ServiceDaoFactory factory = new ServiceDaoFactory();
private ServiceDaoFactory() {
}
public static ServiceDaoFactory getInstance() {
return factory;
}
//需要判斷該使用者是否有許可權
public <T> T createDao(String className, Class<T> clazz, final User user) {
System.out.println("新增分類進來了！");
try {
//得到該類的型別
final T t = (T) Class.forName(className).newInstance();
//返回一個動態代理物件出去
return (T) Proxy.newProxyInstance(ServiceDaoFactory.class.getClassLoader(), t.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandler() {
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException, PrivilegeException {
//判斷使用者呼叫的是什麼方法
String methodName = method.getName();
System.out.println(methodName);
//得到使用者呼叫的真實方法，注意引數！！！
Method method1 = t.getClass().getMethod(methodName,method.getParameterTypes());
//檢視方法上有沒有註解
permission permis = method1.getAnnotation(permission.class);
//如果註解為空，那麼表示該方法並不需要許可權，直接呼叫方法即可
if (permis == null) {
return method.invoke(t, args);
}
//如果註解不為空，得到註解上的許可權
String privilege = permis.value();
//設定許可權【後面通過它來判斷使用者的許可權有沒有自己】
Privilege p = new Privilege();
p.setName(privilege);
//到這裡的時候，已經是需要許可權了，那麼判斷使用者是否登陸了
if (user == null) {
//這裡丟擲的異常是代理物件丟擲的，sun公司會自動轉換成執行期異常丟擲，於是在Servlet上我們根據getCause()來判斷是不是該異常，從而做出相對應的提示。
throw new PrivilegeException("對不起請先登陸");
}
//執行到這裡使用者已經登陸了，判斷使用者有沒有許可權
Method m = t.getClass().getMethod("findUserPrivilege", String.class);
List<Privilege> list = (List<Privilege>) m.invoke(t, user.getId());
//看下許可權集合中有沒有包含方法需要的許可權。使用contains方法，在Privilege物件中需要重寫hashCode和equals()
if (!list.contains(p)) {
//這裡丟擲的異常是代理物件丟擲的，sun公司會自動轉換成執行期異常丟擲，於是在Servlet上我們根據getCause()來判斷是不是該異常，從而做出相對應的提示。
throw new PrivilegeException("您沒有許可權，請聯絡管理員！");
}
//執行到這裡的時候，已經有許可權了，所以可以放行了
return method.invoke(t, args);
}
});
} catch (Exception e) {
new RuntimeException(e);
}
return null;
}
}
最後
這篇反射跟網上的文章不太一樣，網上的反射一般都是介紹反射的API如何使用。如果你覺得還不錯，給我點贊吧