1.1    Java反射概述

反射（Reflection）机制是Java语言特性之一，是Java被视为动态（或准动态）语言的一个关键特性。

1.1.1    什么是反射

在计算机领域，反射指一种能力，能够自描述和自控制，即在运行状态中，动态获取类信息及动态调用实例方法的能力。

Java反射有以下3个动态特性。

▶    运行时创建实例。

▶    运行期间调用方法。

▶    运行时更改属性。

如何理解Java的反射机制呢？首先来回顾一下Java程序的执行过程。Java程序要想运行，Java类必须被Java虚拟机加载。

之前我们所运行的程序都是在编译时就已经链接了所有所需的类，而Java反射机制则允许程序在运行时再加载、探知、使用那些在编译时完全未知的类。例如，在之前课程中使用JDBC时，使用Class.forName()方法通过一个字符串形式的类名查找并加载驱动类，就是对反射机制的初步运用。每个项目中使用的数据库产品和版本都不是一成不变的，在代码中用new关键字实例化驱动类的传统做法是不明智的，而利用反射机制则可以在运行时读取配置文件中的驱动类名，动态加载所需的驱动类。

反射机制允许Java程序加载一个运行时才得知其名称的类，获悉其完整API信息，包括其修饰符（诸如public、static等）、超类、实现的接口，也包括属性和方法的所有信息；并可生成其实例、对其属性赋值或调用其方法。通过Java反射可以实现以下功能。

▶    在运行时探知任意一个实例所属的类。

▶    在运行时构造任意一个类的实例。

▶    在运行时探知任意一个类所具有的方法和属性。

▶    在运行时调用任意一个实例的方法。

就像照镜子能够看清自己，反射使程序可以看清一个类的情况并加以使用。Java反射机制能够探知类的基本结构，这种对Java类结构探知的能力，称为Java类的“自审”。并且，反射机制是构建框架技术的基础所在，掌握Java反射机制，对以后学习框架技术有很大的帮助。

1.1.2    Java反射常用API

使用Java反射技术，常用的类如下。

▶    java.lang.Class<T>类：反射的核心类，反射所有的操作都是围绕该类来生成的。通过Class类可以获取类的属性、方法等内容信息。

▶    java.lang.reflect.Constructor<T>类：表示类的构造方法。

▶    java.lang.reflect.Field类：表示类的属性，可以获取和设置类中属性的值。

▶    java.lang.reflect.Method类：表示类的方法，可以用来获取类中方法的信息或执行方法。

1.2    反射的的应用

在Java程序中使用反射的基本步骤如下。

（1）导入java.lang.reflect包中的相关类。

（2）获得需要操作的类的Class实例。

（3）调用Class实例的方法获取Field、Method等实例。

（4）使用反射API操作实例成员。

1.2.1    获取类的信息

1.    获取Class实例

▶    调用类或接口实例的getClass()方法。

Class clz = obj.getClass(); // obj为某个类型的实例

▶    调用类或接口的class属性。

Class clz = Student.class; // Student 为自定义的学生类型

▶    使用Class.forName()方法。

Class clz = Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");

2.    从Class实例获取信息

在获得了某个类型对应的Class实例之后，就可以调用Class实例的方法来获得该类型的信息。Class类提供了大量实例方法来获取对应类型的详细信息。

▶    获取对应类型的基本信息，相关方法：获取对应类型的基本信息的方法：方法名：String getName()，说明：以字符串形式返回该类型的名称。方法名：String getSimpleName()，说明：以字符串形式返回该类型的简称。方法名：Package getPackage()，说明：获取该类型所在的包。方法名：Class getSuperclass()，说明：返回该类型的超类的Class实例。方法名：Class[] getInterfaces()，说明：返回该类型所实现的全部接口的Class实例。方法名：int getModifiers()，说明：返回该类型的所有修饰符，由public、protected、private、final、static、abstract等对应的int常量组成，返回的整数应使用Modifier工具类来解码，才可以判断修饰符的构成。方法名：Class[] getDeclaredClasses()，说明：返回该类型中包含的全部内部类的Class实例，方法名：Class getDeclaringClass()，说明：返回该类型所在的外部类的Class实例。

1.2.2    创建实例

通过反射来创建Java类型的实例有如下两种方式。

▶    使用Class实例的newInstance()方法创建相关类型的实例。

▶    使用Constructor实例创建相关类型的实例。

1.2.3    访问类的属性

使用Field实例可以对属性进行取值或赋值操作，主要方法：访问属性的方法：方法：xxx getXxx(Object obj)，说明：xxx表示8种基本数据类型之一，如int getInt(Object obj)。obj为该属性所在类的实例。假设instance表示A类的实例，field表示A类中的属性a，则field.getInt(instance)表示以int类型返回instance中属性a的值。若Field实例表示的是一个静态属性，则obj可以设置为null。方法：Object get(Object obj)，说明：以Object类型返回obj中相关属性的值。方法：void setXxx(Object obj, xxx val)，说明：将obj中相关属性的值设置为val。xxx为8种基本数据类型之一。方法：void set(Object obj,Object val)，说明：将obj中相关属性的值设置为val。方法：void setAccessible(boolean flag)，说明：对相关属性设置访问权限。设置为true可以禁止Java语言访问检查。

1.2.4    调用类的方法

Method类中包含一个invoke()方法，通过invoke()方法，Method实例可以调用Java类的实例方法和静态方法。invoke()方法定义如下：

                  Object invoke(Object obj, Object... args);

其中，obj是执行该方法的对象，args是执行该方法时传入的参数。

例如，method表示A类中的fun()方法，instance是A类的实例，则method.invoke(instance,args)表示调用instance的fun()方法并传入参数args。

若Method实例表示的是一个静态方法，则obj可以为null。

本章总结

◎    Java反射机制是指在运行状态中，动态获取类型信息及动态访问实例成员的能力。

◎    使用反射可以在程序运行时创建类的实例及访问其属性和方法。

◎    反射在Java框架技术中有着大量的应用。