[Java开发之路]反射机制

简介

Java反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制。
Java反射机制：“程序运行时，允许改变程序结构或变量类型，这种语言称为动态语言”。从这个观点看，Perl，Python，Ruby是动态语言，C++，Java，C#不是动态语言。但是Java有着一个非常突出的动态相关机制：Reflection，用在Java身上指的是我们可以于运行时加载、探知、使用编译期间完全未知的classes。换句话说，Java程序可以加载一个运行时才得知名称的class，获悉其完整构造（但不包括methods定义），并生成其对象实体、或对其fields设值、或唤起其methods。

反射基础

反射提供了一种动态的功能，这种动态功能非常的强大。它主要体现在通过反射相关的API，就可以知道一个陌生的java类的所有信息，包括属性，方法，构造器等。而且元素完全可以在运行时动态的进行创建或调用，而不必在JVM运行时就进行确定。

反射原理

严格意义上说，java并不是动态语言，它并没有Perl和Python那样的灵活多变。但是，java的反射机制却让它显得动态起来。

一般情况下，如果想生成这个类的对象时，运行这个程序的JVM会确认这个类的Class对象是否已经加载。如果尚未加载，JVM会根据类名查找class文件，并将其载入，一旦这个类的Class对象被载入内存，它就可以被用来创建这个类的所有对象。

另外，对于一个未知类型的引用来说，通常会采用强制类型转换的形式得到开发者想要的类型引用，如果执行了一个错误的类型转换，就会抛出一个ClassCastException异常。

在以上这两个过程中，Class类一直都在起作用。因为Class类实例包含的是一个Java类的全部信息，包括类名，方法，属性等。换句话说，也就是Class对象就是代表一个类的类。

Java用Class类来代表所有的类，方便了开发者掌控类信息。通过Class，开发者可以得到属性，方法，构造器，修饰符等信息。在动态的 获取这些信息以后，开发者就可以用该Class创建实例，调用任何方法，访问任何属性等操作，这些也是反射的主要用途。

反射机制相关的API主要集中在java.lang.reflect包下，开发者也就是利用该包下面的接口和类进行相关的反射开发的。大多数的框架，如struts,Hibernate,和Spring,都会频繁的使用反射API来完成他们的动态的功能。

反射是为了能够动态的加载一个类，动态的调用一个方法，动态的房屋内一个属性等动态要求而设计的。它的出发点就在于JVM会为每个类创建一个java.lang.Class类的实例，通过该对象可以获取这个类的信息，然后通过使用java.lang.reflect包下的API以达到各种动态需求。

class类含义与作用

Class类在反射机制中起到了非常关键的作用，它是开发者进行反射开发的入口。那应该如何获取一个类的Class对象呢？如何让一个类动态的加载到JVM中呢？

在前面的内容中，读者知道了Class是用来记录一个类的各种信息的，它伴随着类的加载而创建。那么，类会在什么时候加载到JVM中呢？概括的来说，一个普通的Java类，会在一下几种情况，被加载到JVM中。
（1）需要使用该类创建对象。如下代码就会导致Student类被加载到JVM中：

Student student  = new Student();

（2）访问该类的静态成员。

System.out.println(Student.count).

（3）使用Class类的静态forName()方法，动态的加载一个指定类名的类。如果类未找到，则抛出ClassNotFoundException异常。

class.forName("com.test.student");

不管通过社么样的形式，类一旦被加载进入JVM以后，就会为它创建一个Class类的实例对象。那么，开发者又该如何得到这个Class对象呢？概括来说，要得到一个类的Class对象，可以通过以下几种途径。

（1）Class的forName()方法的返回值就是Class类型，也就是动态导入类的Class对象的引用。
（2）每个类都会有一个名称为Class的静态属性，通过它也是可以获取到Class对象的。

class<Student> clazz = Student.class;

（3）object类中有一个名为getClass的成员方法，它返回的是对象运行时类的Class对象。因为onject类是所有类的父类，所以，所有的对象都可以使用该方法得到它运行时类的Class对象。

Student stu = new Student();
Class<Student> clazz = stu.getClass();

获取到Class对象以后，就可以通过调用它的一些成员方法获取它所代表的类的属性，方法，修饰符等信息，以及调用newInstance()方法来创建新的实例对象。

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