java reflect

一.什么是反射

反射，一种计算机处理方式。是程序可以访问、检测和修改它本身状态或行为的一种能力。java反射使得我们可以在程序运行时动态加载一个类，动态获取类的基本信息和定义的方法,构造函数,域等。除了检阅类信息外，还可以动态创建类的实例，执行类实例的方法，获取类实例的域值。反射使java这种静态语言有了动态的特性

二.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。

三.反射机制的优点与缺点

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。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。

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。

四.利用反射机制能获得什么信息

获取类3中方式

获得构造函数的方法

Constructor getConstructor(Class[] params)//根据指定参数获得public构造器

Constructor[] getConstructors()//获得public的所有构造器

Constructor getDeclaredConstructor(Class[] params)//根据指定参数获得public和非public的构造器

Constructor[] getDeclaredConstructors()//获得public的所有构造器

获得类方法的方法

Method getMethod(String name, Class[] params),根据方法名，参数类型获得方法

Method[] getMethods()//获得所有的public方法

Method getDeclaredMethod(String name, Class[] params)//根据方法名和参数类型，获得public和非public的方法

Method[] getDeclaredMethods()//获得所以的public和非public方法

获得类中属性的方法

Field getField(String name)//根据变量名得到相应的public变量

Field[] getFields()//获得类中所以public的方法

Field getDeclaredField(String name)//根据方法名获得public和非public变量

Field[] getDeclaredFields()//获得类中所有的public和非public方法

运行时调用methods

首先准备一个Class[]做为参数类型，然后调用getMethod()，获得特定的Method object。接下来准备一个Object[]放置变量，然后调用上述所得之特定Method object的invoke()。

调用私有方法，需要抑制访问控制检查

method.setAccessible(true)会赋值给override

利用反射实现工厂模式

根据完整类名返回类的对象

传入类名

配置文件结合反射实现工厂模式（模拟IOC）

读取properties文件内容

动态代理

获取类的构造函数（代码）

在获取一个类的class后，我们可以通过反射获取一个类的所有构造函数，class类内部封装了如下方法用于提取构造函数：

上面的代码片段主要就是读取配置，检查缓存中是否有有效数据，如果有，直接从缓存中返回，如果没有，调用native的方法从jvm中请求数据，然后设置到缓存。比较重要的是reflectionData()这个调用。这个方法主要是用于延迟创建并缓存ReflectionData对象，注意是对象，里面并没有保存反射数据，这些数据只有在第一次执行相应的反射操作后才会被填充。下面是这个方法的实现代码：

SoftReference声明reflectionData是一个软引用，内存空间足够，垃圾回收器就不会回收它；如果内存空间不足了，就会回收这些对象的内存。只要垃圾回收器没有回收它，该对象就可以被程序使用。软引用可用来实现内存敏感的高速缓存，不过也可以通-XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB参数控制回收的时机

下面看一下newReflectionData()的实现：

上面的几个代码片段是反射获取一个类的构造函数的主要方法调用。主要流程就是先从class内部的reflectionData缓存中读取数据，如果没有缓存数据，那么就从jvm中去请求数据，然后设置到缓存中，供下次使用。

ReflectionData

为了提高反射的性能，缓存显然是必须的。class类内部有一个useCaches静态变量来标记是否使用缓存，这个值可以通过外部配置项sun.reflect.noCaches进行开关。class类内部提供了一个ReflectionData内部类用来存放反射数据的缓存

执行构造函数

在通过反射获取到一个类的构造函数我们，一般我们会试图通过构造函数去实例化声明这个构造函数的类，如下：

MyClass myClass = (MyClass) constructor.newInstance();

下面来看看这个newInstance()到底发生了什么:

上面代码主要就是做权限检查，如果权限通过，则通过执行acquireConstructorAccessor()获取一个ConstructorAccessor来真正执行newInstance，真正工作的是ReflectionFactory.newConstructorAccessor()，这个方法的主要工作就是为一个Constructor动态生成针对ConstructorAccessor接口的实现ConstructorAccessorImpl，下面来看一下这个方法实现：

由上面代码可见，在生成ConstructorAccessorImpl的操作上，一共提供多种版本的实现：直接抛出异常的实现，native执行的实现，asm生成代码的实现。native的实现比较简单，asm 版本的主要就是字节码操作了

Method获取

调用Class类的getDeclaredMethod可以获取指定方法名和参数的方法对象Method。

getDeclaredMethod

其中privateGetDeclaredMethods方法从缓存或JVM中获取该Class中申明的方法列表，searchMethods方法将从返回的方法列表里找到一个匹配名称和参数的方法对象。

searchMethods

如果找到一个匹配的Method，则重新copy一份返回，即Method.copy()方法

所次每次调用getDeclaredMethod方法返回的Method对象其实都是一个新的对象，且新对象的root属性都指向原来的Method对象，如果需要频繁调用，最好把Method对象缓存起来。

privateGetDeclaredMethods

从缓存或JVM中获取该Class中申明的方法列表，实现如下：

Method调用

获取到指定的方法对象Method之后，就可以调用它的invoke方法了，invoke实现如下：

应该注意到：这里的MethodAccessor对象是invoke方法实现的关键，一开始methodAccessor为空，需要调用acquireMethodAccessor生成一个新的MethodAccessor对象，MethodAccessor本身就是一个接口，实现如下：

在acquireMethodAccessor方法中，会通过ReflectionFactory类的newMethodAccessor创建一个实现了MethodAccessor接口的对象，实现如下：

在ReflectionFactory类中，有2个重要的字段：noInflation(默认false)和inflationThreshold(默认15)，在checkInitted方法中可以通过-Dsun.reflect.inflationThreshold=xxx和-Dsun.reflect.noInflation=true对这两个字段重新设置，而且只会设置一次；

如果noInflation为false，方法newMethodAccessor都会返回DelegatingMethodAccessorImpl对象，

DelegatingMethodAccessorImpl的类实现

其实，DelegatingMethodAccessorImpl对象就是一个代理对象，负责调用被代理对象delegate的invoke方法，其中delegate参数目前是NativeMethodAccessorImpl对象，所以最终Method的invoke方法调用的是NativeMethodAccessorImpl对象invoke方法，实现如下：

这里用到了ReflectionFactory类中的inflationThreshold，当delegate调用了15次invoke方法之后，如果继续调用就通过MethodAccessorGenerator类的generateMethod方法生成MethodAccessorImpl对象，并设置为delegate对象，这样下次执行Method.invoke时，就调用新建的MethodAccessor对象的invoke()方法了。

这里需要注意的是：

generateMethod方法在生成MethodAccessorImpl对象时，会在内存中生成对应的字节码，并调用ClassDefiner.defineClass创建对应的class对象，实现如下：