Java 反射机制（Reflection）

一、什么是反射

反射（Reflection） 是 Java 提供的一种机制，它允许程序在运行时动态获取类的信息（方法、属性、构造方法等）以及操作对象本身。

通过反射可以：

在运行时获取类的完整结构
动态创建对象
动态调用方法、访问字段
实现解耦、插件式开发、框架封装等

反射是实现诸如 Spring、MyBatis、Junit、Tomcat、IDEA 插件系统 的核心技术之一。

二、反射的核心类

反射主要在 java.lang.reflect 和 java.lang.Class 包中，主要类包括：

类/接口	功能说明
`Class<?>`	表示类或接口的字节码对象
`Field`	表示类中的成员变量
`Method`	表示类中的方法
`Constructor`	表示类的构造方法
`Modifier`	表示修饰符工具类

三、反射的基本操作

1. 获取类的 Class 对象（3种方式）

java复制编辑// 方式一：通过类名.class
Class<?> clazz1 = String.class;

// 方式二：通过对象的 getClass()
String s = "hello";
Class<?> clazz2 = s.getClass();

// 方式三：通过 Class.forName()
Class<?> clazz3 = Class.forName("java.lang.String");

2. 创建对象

java复制编辑Class<?> clazz = Class.forName("java.lang.String");

// 调用无参构造方法
Object obj = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();

3. 获取并调用构造方法

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java复制编辑Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor(String.class);
Object strObj = constructor.newInstance("Hello");
System.out.println(strObj); // 输出 Hello

4. 获取方法并调用

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java复制编辑Method method = clazz.getMethod("length");
int length = (int) method.invoke("Reflection");
System.out.println(length); // 输出 10

5. 获取成员变量并访问

java复制编辑public class Person {
    private String name = "张三";
}

Class<?> clazz = Person.class;
Object person = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();

Field field = clazz.getDeclaredField("name");
field.setAccessible(true); // 打破 private 限制
Object value = field.get(person);
System.out.println(value); // 输出 张三

四、完整示例

java复制编辑public class Person {
    private String name;

    public Person() {
        this.name = "默认姓名";
    }

    public void sayHello(String msg) {
        System.out.println(name + " 说：" + msg);
    }
}
java复制编辑public class ReflectDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> clazz = Class.forName("Person");

        Object obj = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();

        Field nameField = clazz.getDeclaredField("name");
        nameField.setAccessible(true);
        nameField.set(obj, "李四");

        Method method = clazz.getMethod("sayHello", String.class);
        method.invoke(obj, "你好，反射");
    }
}

输出结果：

1 2	复制编辑李四说：你好，反射

五、反射的优缺点

优点

灵活：允许在运行时操作对象
解耦：可用于工厂模式、框架自动装配
强大：能访问私有成员、动态调用

缺点

性能较低：反射调用本质是方法分发 + 安全检查
安全性弱：能访问和修改 private 属性可能导致安全问题
可读性差：代码不直观，难以调试

六、反射在实际开发中的应用

应用场景	示例
框架自动注入	Spring IOC、DI
AOP 方法增强	Spring AOP
JDBC 封装	MyBatis 动态 SQL 映射
配置文件驱动类加载	SPI 插件机制
单元测试调用私有方法	JUnit、Mockito
序列化/反序列化	Jackson、FastJSON

七、Class 对象详解

每个 .class 文件在 JVM 中会被加载为唯一的 Class 实例对象，常见用法：

java复制编辑Class<?> clazz = MyClass.class;

System.out.println(clazz.getName());         // 全类名
System.out.println(clazz.getSimpleName());   // 简类名
System.out.println(clazz.getPackage());      // 包信息
System.out.println(clazz.getSuperclass());   // 父类
System.out.println(clazz.getInterfaces());   // 接口

八、注意事项

反射可访问私有成员，但必须显式设置 setAccessible(true)
建议避免在性能敏感场景频繁使用反射
Class.forName() 会触发类的初始化（执行静态代码块）
Java 9+ 中对反射访问做了封装限制（需打开模块）