一道面试题：请问 Java 中的反射是什么？有什么效果和优势？怎么运用反射？

你们能够先测验答复答复

假如不会咱们就开端下面的文章

导言

什么是反射

Java反射（Reflection）是指在运转时获取目标信息（例如类名、办法、特点等），并且能够动态操作该目标，而无需事前知道该目标的静态类型。它答应程序在运转时查看目标和类，并且能够调用目标的办法、获取目标的特点和结构函数，甚至能够动态创立新的目标和数组。

反射的效果

Java反射的效果是使得程序能够在运转时动态地操作目标和类，而不需求事前知道这些信息，这种才能为程序设计带来了很大的灵敏性。运用反射能够完成许多高级功能，比如动态署理、注解处理、JavaBean特点的自动设置等等。但是，由于反射操作具有较高的开销，因此在需求功能的场合应该谨慎运用。

背景常识

Java反射的根本原理是经过运用Java的反射API来获取类的信息。Java的反射API供给了一个Class类，它能够用来描绘类的信息，例如类名、结构函数、办法和字段等。经过运用Class类的办法，能够获取一个类的一切信息。

Java反射能够让程序在运转时动态地获取类的信息并进行操作，这使得程序的灵敏性更高。但是，由于反射会献身一定的功能，所以在功能要求较高的情况下，应该尽量防止运用反射。

讲解Java反射的中心概念和API

Java反射的中心概念首要涉及到以下几个类：Class、Constructor、Field 和 Method。以下是这些类的首要API及其用法：

Class类
- 效果：表明正在运转的Java应用程序中的类和接口。
- 获取Class目标的办法：
  - Class.forName(String className)：依据类名加载类并获取Class目标。
  - object.getClass()：依据已知目标获取Class目标。
  - ClassName.class：直接获取类的Class目标。
Constructor类
- 效果：描绘类的结构办法。
- 获取结构办法目标的办法：
  - Class.getConstructor(Class<?>... parameterTypes)：获取类的public结构办法。
  - Class.getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes)：获取类的一切结构办法，包含private的。
- 创立目标：
  - Constructor.newInstance(Object... initargs)：运用结构办法创立新的目标实例。
Field类
- 效果：描绘类的字段（成员变量）。
- 获取字段目标的办法：
  - Class.getField(String name)：获取类的public字段。
  - Class.getDeclaredField(String name)：获取类的一切字段，包含private的。
- 获取和设置字段值：
  - Field.get(Object obj)：获取目标的字段值。
  - Field.set(Object obj, Object value)：设置目标的字段值。
Method类
- 效果：描绘类的办法。
- 获取办法目标的办法：
  - Class.getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)：获取类的public办法。
  - Class.getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)：获取类的一切办法，包含private的。
- 调用办法：
  - Method.invoke(Object obj, Object... args)：调用办法并回来结果。

注意：在运用getDeclaredConstructor、getDeclaredField和getDeclaredMethod时，你或许需求调用setAccessible(true)办法来拜访private成员。

以上是Java反射中的中心API。在实际运用过程中，你或许还需求了解其他API，例如Class.getModifiers()、Class.getSuperclass()等。但这些API不属于反射的中心功能，所以在此不详细罗列。

api详解

Class

Class 类是 Java 反射的中心类，它表明正在运转的 Java 应用程序中的类和接口。以下是 Class 类中的一些重要办法：

取得Class目标:

//        取得Class目标
//        1.经过类名.class
        Class<?> cls1 = Person.class;
//        2.经过Class.forName()
        Class<?> cls2 = Class.forName("Reflection.bean.Person");
//        3.经过目标.getClass()
        Person person = new Person();
        Class<?> cls3 = person.getClass();
//        4.经过类加载器
        Class<?> cls4 =Thread.currentThread().getContextClassLoader().loadClass("Reflection.bean.Person");

获取类的称号：
- String getName()：回来类的全限定名（包含包名）。
- String getSimpleName()：回来类的简略名（不包含包名）。
- String getCanonicalName()：回来类的规范名（类似于全限定名，但关于内部类和数组类有所不同）。
加载和获取类：
- static Class<?> forName(String className)：依据类名加载类并获取其 Class 目标。
- static Class<?> forName(String name, boolean initialize, ClassLoader loader)：依据类名、是否初始化以及类加载器加载类并获取其 Class 目标。
获取类的修饰符：
- int getModifiers()：回来类的修饰符，例如 public、private、abstract 等。
Modifier这个类里有判别回来数字是什么类型的办法
获取类的父类和接口：
- Class<?> getSuperclass()：回来类的父类。
- Class<?>[] getInterfaces()：回来类完成的接口。
获取类的结构办法、字段和办法：
- Constructor<?>[] getConstructors()：回来类的 public 结构办法。
- Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()：回来类的一切结构办法，包含 private 的。
- Field[] getFields()：回来类的 public 字段。
- Field[] getDeclaredFields()：回来类的一切字段，包含 private 的。
- Method[] getMethods()：回来类的 public 办法。
- Method[] getDeclaredMethods()：回来类的一切办法，包含 private 的。
获取类的注解：
- Annotation[] getAnnotations()：回来类的注解。
- Annotation[] getDeclaredAnnotations()：回来类的一切注解，包含继承自父类的。
- T getAnnotation(Class<T> annotationClass)：回来类的指定类型的注解。
创立类的实例：
- T newInstance()：运用默许结构办法创立类的实例。在 Java 9 之后被弃用，建议运用 Constructor.newInstance()。
判别类的联系：
- boolean isAssignableFrom(Class<?> cls)：判别当时类是否为参数类的超类或接口。
- boolean isInstance(Object obj)：判别指定目标是否为当时类的实例。
- boolean isInterface()：判别当时类是否为接口。
- boolean isPrimitive()：判别当时类是否为根本类型。
- boolean isArray()：判别当时类是否为数组。

Constructor

Constructor 类是 Java 反射中的一个重要类，用于表明类的结构办法。以下是 Constructor 类中的一些重要办法：

获取一切的结构办法：运用 Class 类的 getConstructors() 办法获取类的一切公共结构办法，或运用 getDeclaredConstructors() 办法获取类的一切结构办法（包含私有、受维护和默许拜访权限的结构办法）。
示例：

Class<?> clazz = SomeClass.class;
Constructor<?>[] constructors = clazz.getConstructors(); // 获取一切公共结构办法
Constructor<?>[] declaredConstructors = clazz.getDeclaredConstructors(); // 获取一切结构办法（包含非公共结构办法）

获取特定的结构办法：运用 Class 类的 getConstructor() 办法获取类的特定公共结构办法，或运用 getDeclaredConstructor() 办法获取类的特定结构办法（包含私有、受维护和默许拜访权限的结构办法）。这些办法需求传入一个表明结构办法参数类型的 Class 目标数组。

Class<?> clazz = SomeClass.class;
try {
    Constructor<?> constructorWithNoArgs = clazz.getConstructor(); // 获取无参数的公共结构办法
    Constructor<?> constructorWithArgs = clazz.getConstructor(String.class, int.class); // 获取带有 String 和 int 参数的公共结构办法
    Constructor<?> declaredConstructorWithNoArgs = clazz.getDeclaredConstructor(); // 获取无参数的结构办法（包含非公共结构办法）
    Constructor<?> declaredConstructorWithArgs = clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class); // 获取带有 String 和 int 参数的结构办法（包含非公共结构办法）
} catch (NoSuchMethodException e) {
    System.err.println("结构办法未找到: " + e.getMessage());
}

获取结构办法的称号和修饰符：
- String getName()：回来结构办法的称号，即类名。
- int getModifiers()：回来结构办法的修饰符，例如 public、private、protected 等。
获取结构办法的参数类型和反常类型：
- Class<?>[] getParameterTypes()：回来结构办法的参数类型。
- Type[] getGenericParameterTypes()：回来结构办法的泛型参数类型。
- Class<?>[] getExceptionTypes()：回来结构办法抛出的反常类型。
- Type[] getGenericExceptionTypes()：回来结构办法抛出的泛型反常类型。
获取和设置结构办法的拜访权限：
- boolean isAccessible()：回来结构办法的可拜访状况。
- void setAccessible(boolean flag)：设置结构办法的可拜访状况。假如要拜访 private 结构办法，需求将 flag 设置为 true。
创立类的实例：
- T newInstance(Object... initargs)：运用结构办法创立类的实例。initargs 参数表明结构办法的参数值。
获取结构办法的注解：
- Annotation[] getAnnotations()：回来结构办法的注解。
- Annotation[] getDeclaredAnnotations()：回来结构办法的一切注解。
- T getAnnotation(Class<T> annotationClass)：回来结构办法的指定类型的注解。
- Annotation[][] getParameterAnnotations()：回来结构办法参数的注解。

Field

Field 类是 Java 反射中的一个重要类，用于表明类的字段（成员变量）。以下是 Field 类中的一些重要办法：

获取字段的称号和修饰符：
- String getName()：回来字段的称号。
- int getModifiers()：回来字段的修饰符，例如 public、private、protected、static 等。
获取字段的类型：
- Class<?> getType()：回来字段的类型。
- Type getGenericType()：回来字段的泛型类型。
获取和设置字段的值：
- Object get(Object obj)：回来指定目标上该字段的值。关于静态字段，obj 参数能够为 null。
- void set(Object obj, Object value)：为指定目标上的该字段设置值。关于静态字段，obj 参数能够为 null。
- boolean getBoolean(Object obj)、byte getByte(Object obj)、char getChar(Object obj)、double getDouble(Object obj)、float getFloat(Object obj)、int getInt(Object obj)、long getLong(Object obj) 和 short getShort(Object obj)：分别回来指定目标上该字段的布尔值、字节值、字符值、双精度浮点值、单精度浮点值、整数值、长整数值和短整数值。关于静态字段，obj 参数能够为 null。
- void setBoolean(Object obj, boolean z)、void setByte(Object obj, byte b)、void setChar(Object obj, char c)、void setDouble(Object obj, double d)、void setFloat(Object obj, float f)、void setInt(Object obj, int i)、void setLong(Object obj, long l) 和 void setShort(Object obj, short s)：分别为指定目标上的该字段设置布尔值、字节值、字符值、双精度浮点值、单精度浮点值、整数值、长整数值和短整数值。关于静态字段，obj 参数能够为 null。
获取和设置字段的拜访权限：
- boolean isAccessible()：回来字段的可拜访状况。
- void setAccessible(boolean flag)：设置字段的可拜访状况。假如要拜访 private 字段，需求将 flag 设置为 true。
获取字段的注解：
- Annotation[] getAnnotations()：回来字段的注解。
- Annotation[] getDeclaredAnnotations()：回来字段的一切注解。
- T getAnnotation(Class<T> annotationClass)：回来字段的指定类型的注解。

Method

Method 类是 Java 反射中的一个重要类，用于表明类的办法。以下是 Method 类中的一些重要办法：

获取办法的称号和修饰符：
- String getName()：回来办法的称号。
- int getModifiers()：回来办法的修饰符，例如 public、private、protected、static 等。
获取办法的参数类型和回来类型：
- Class<?>[] getParameterTypes()：回来办法的参数类型。
- Type[] getGenericParameterTypes()：回来办法的泛型参数类型。
- Class<?> getReturnType()：回来办法的回来类型。
- Type getGenericReturnType()：回来办法的泛型回来类型。
获取办法的反常类型：
- Class<?>[] getExceptionTypes()：回来办法抛出的反常类型。
- Type[] getGenericExceptionTypes()：回来办法抛出的泛型反常类型。
调用办法：
- Object invoke(Object obj, Object... args)：调用指定目标上的该办法。obj 参数表明办法地点的目标，args 参数表明办法的参数值。关于静态办法，obj 参数能够为 null。
获取和设置办法的拜访权限：
- boolean isAccessible()：回来办法的可拜访状况。
- void setAccessible(boolean flag)：设置办法的可拜访状况。假如要拜访 private 办法，需求将 flag 设置为 true。
获取办法的注解：
- Annotation[] getAnnotations()：回来办法的注解。
- Annotation[] getDeclaredAnnotations()：回来办法的一切注解。
- T getAnnotation(Class<T> annotationClass)：回来办法的指定类型的注解。
- Annotation[][] getParameterAnnotations()：回来办法参数的注解。

创立实例

运用默许结构办法创立实例：

// 加载类
Class<?> cls = Class.forName("Reflection.bean.Person");
// 获取默许结构办法（无参结构办法）
Constructor<?> constructor = cls.getDeclaredConstructor();
// 设置结构办法的拜访权限，假如结构办法是私有的，则需求设置为 true
constructor.setAccessible(true);
// 创立实例
Object obj = constructor.newInstance();

运用带参数的结构办法创立实例：

// 加载类
Class<?> cls = Class.forName("Reflection.bean.Person");
// 获取带参数的结构办法
Constructor<?> constructor = cls.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
// 设置结构办法的拜访权限，假如结构办法是私有的，则需求设置为 true
constructor.setAccessible(true);
// 创立实例，传入结构办法的参数值
Object obj = constructor.newInstance("张三", 42);

Class 类：能够运用 Class 类的 newInstance 办法创立类的实例，但需求注意的是，这种办法仅适用于具有无参（默许）结构办法的类。在 Java 9 中，Class 类的 newInstance 办法已被弃用，引荐运用 Constructor 类的 newInstance 办法。
// 加载类
Class\<?> cls = Class.forName("Reflection.bean.Person");
// 运用无参结构办法创立实例
Object obj = cls.newInstance();
Class 类中的 newInstance 办法被弃用，原因是它存在一些问题和局限性。首要问题如下：

反常处理不明确：Class 类的 newInstance 办法只能抛出 InstantiationException 和 IllegalAccessException 反常。当调用结构办法时，假如结构办法本身抛出了反常，newInstance 会将该反常包装为 InvocationTargetException，然后将其设置为 InstantiationException 的原因（cause），这使得反常处理变得复杂和不直观。

仅支撑无参结构办法：Class 类的 newInstance 办法只能调用类的无参（默许）结构办法。这关于需求运用带参数结构办法的类来说是不够灵敏的。

为了解决这些问题，Java 引入了 Constructor 类的 newInstance 办法。它具有以下优势：

反常处理更清晰：Constructor 类的 newInstance 办法能够直接抛出 InvocationTargetException，使得反常处理更直接和简略。

支撑带参数结构办法：Constructor 类的 newInstance 办法能够处理带参数的结构办法，使其具有更好>的灵敏性。

支撑拜访操控：经过 Constructor 类的 setAccessible 办法，能够在必要时拜访私有结构办法。

反射的常见面试题

什么是 Java 反射？

反射是 Java 言语供给的一种机制，答应在运转时查看、拜访和操作类、办法、字段和结构办法等元素。运用反射，能够在程序运转时动态加载类、创立目标、调用办法和拜访字段。
Java 反射的首要用途是什么？

Java 反射的首要用途包含：
- 动态加载类和创立目标
- 动态调用办法
- 动态拜访和修正字段
- 获取类的元数据（例如类名、办法、字段、注解等）
- 完成动态署理
怎么运用反射获取类的实例？

运用 Class.forName("类的全限定名") 办法动态加载类，然后运用 Constructor.newInstance() 办法创立类的实例。
怎么运用反射调用办法？

运用 Class.getDeclaredMethod() 办法获取特定的办法，然后运用 Method.invoke() 办法调用该办法。
怎么运用反射拜访字段？

运用 Class.getDeclaredField() 办法获取特定的字段，然后运用 Field.get() 和 Field.set() 办法分别获取和设置字段的值。
反射的功能问题？

反射操作相关于直接操作会有一定的功能丢失，因为反射涉及到运转时类型查看、办法调用等额定操作。在功能敏感的场景下应谨慎运用反射。但在许多场景中，反射带来的灵敏性和可扩展功能够抵消功能丢失。
什么是动态署理？怎么运用反射完成动态署理？

动态署理是一种在运转时动态创立署理目标的技能，署理目标能够完成指定的接口。Java 反射供给了 java.lang.reflect.Proxy 类来完成动态署理。经过 Proxy.newProxyInstance() 办法能够创立署理目标，需求供给一个完成了 InvocationHandler 接口的目标来处理署理办法的调用。

掌握Java反射：打开面向对象编程的新大门

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