学会反射后，我被录取了！（干货）一

当然了，反射在日常开发中，我们没碰到过多少，至少我没怎么用过。但面试是造火箭现场，可爱的面试官们又怎会轻易地放过我们呢？反射是开源框架中的一个重要设计理念，在源码分析中少不了它的身影，所以，今天我会尽量用浅显易懂的语言，让你去理解下面这几点：

（1）反射的思想以及它的作用: 概念篇

（2）反射的基本使用及应用场景: 应用篇

（3）使用反射能给我们编码时带来的优势以及存在的缺陷: 分析篇

反射的思想及作用

有反必有正，就像世间的阴和阳，计算机的0和1一样。天道有轮回，苍天...（净会在这瞎bibi）

在学习反射之前，先来了解正射是什么。我们平常用的最多的 new 方式实例化对象的方式就是一种正射的体现。假如我需要实例化一个HashMap，代码就会是这样子。

Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
map.put(1, 1);

某一天发现，该段程序不适合用 HashMap 存储键值对，更倾向于用LinkedHashMap存储。重新编写代码后变成下面这个样子。

Map<Integer, Integer> map = new LinkedHashMap<>();
map.put(1, 1);

假如又有一天，发现数据还是适合用 HashMap来存储，难道又要重新修改源码吗？

“

发现问题了吗？我们每次改变一种需求，都要去重新修改源码，然后对代码进行编译，打包，再到 JVM 上重启项目。这么些步骤下来，效率非常低。

对于这种需求频繁变更但变更不大的场景，频繁地更改源码肯定是一种不允许的操作，我们可以使用一个开关，判断什么时候使用哪一种数据结构。

public Map<Integer, Integer> getMap(String param) {
    Map<Integer, Integer> map = null;
    if (param.equals("HashMap")) {
        map = new HashMap<>();
    } else if (param.equals("LinkedHashMap")) {
        map = new LinkedHashMap<>();
    } else if (param.equals("WeakHashMap")) {
        map = new WeakHashMap<>();
    }
    return map;
}

通过传入参数param决定使用哪一种数据结构，可以在项目运行时，通过动态传入参数决定使用哪一个数据结构。

如果某一天还想用TreeMap，还是避免不了修改源码，重新编译执行的弊端。这个时候，反射就派上用场了。

在代码运行之前，我们不确定将来会使用哪一种数据结构，只有在程序运行时才决定使用哪一个数据类，而反射可以在程序运行过程中动态获取类信息和调用类方法。通过反射构造类实例，代码会演变成下面这样。

public Map<Integer, Integer> getMap(String className) {
    Class clazz = Class.forName(className);
    Consructor con = clazz.getConstructor();
    return (Map<Integer, Integer>) con.newInstance();
}

无论使用什么 Map，只要实现了Map接口，就可以使用全类名路径传入到方法中，获得对应的 Map 实例。例如java.util.HashMap / java.util.LinkedHashMap····如果要创建其它类例如WeakHashMap，我也不需要修改上面这段源码。

我们来回顾一下如何从 new 一个对象引出使用反射的。

• 在不使用反射时，构造对象使用 new 方式实现，这种方式在编译期就可以把对象的类型确定下来。
• 如果需求发生变更，需要构造另一个对象，则需要修改源码，非常不优雅，所以我们通过使用开关，在程序运行时判断需要构造哪一个对象，在运行时可以变更开关来实例化不同的数据结构。
• 如果还有其它扩展的类有可能被使用，就会创建出非常多的分支，且在编码时不知道有什么其他的类被使用到，假如日后Map接口下多了一个集合类是xxxHashMap，还得创建分支，此时引出了反射：可以在运行时才确定使用哪一个数据类，在切换类时，无需重新修改源码、编译程序。

第一章总结：

• 反射的思想：在程序运行过程中确定和解析数据类的类型。
• 反射的作用：对于在编译期无法确定使用哪个数据类的场景，通过反射可以在程序运行时构造出不同的数据类实例。

反射的基本使用

Java 反射的主要组成部分有4个：

• Class：任何运行在内存中的所有类都是该 Class 类的实例对象，每个 Class 类对象内部都包含了本来的所有信息。记着一句话，通过反射干任何事，先找 Class 准没错！
• Field：描述一个类的属性，内部包含了该属性的所有信息，例如数据类型，属性名，访问修饰符······
• Constructor：描述一个类的构造方法，内部包含了构造方法的所有信息，例如参数类型，参数名字，访问修饰符······
• Method：描述一个类的所有方法（包括抽象方法），内部包含了该方法的所有信息，与Constructor类似，不同之处是 Method 拥有返回值类型信息，因为构造方法是没有返回值的。

我总结了一张脑图，放在了下面，如果用到了反射，离不开这核心的4个类，只有去了解它们内部提供了哪些信息，有什么作用，运用它们的时候才能易如反掌。

我们在学习反射的基本使用时，我会用一个SmallPineapple类作为模板进行说明，首先我们先来熟悉这个类的基本组成：属性，构造函数和方法

public class SmallPineapple {
    public String name;
    public int age;
    private double weight; // 体重只有自己知道
    public SmallPineapple() {}
    public SmallPineapple(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public void getInfo() {
        System.out.print("["+ name + " 的年龄是：" + age + "]");
    }
}

反射中的用法有非常非常多，常见的功能有以下这几个：

• 在运行时获取一个类的 Class 对象
• 在运行时构造一个类的实例化对象
• 在运行时获取一个类的所有信息：变量、方法、构造器、注解

获取类的 Class 对象

在 Java 中，每一个类都会有专属于自己的 Class 对象，当我们编写完.java文件后，使用javac编译后，就会产生一个字节码文件.class，在字节码文件中包含类的所有信息，如属性，构造方法，方法······当字节码文件被装载进虚拟机执行时，会在内存中生成 Class 对象，它包含了该类内部的所有信息，在程序运行时可以获取这些信息。

获取 Class 对象的方法有3种：

• 类名.class：这种获取方式只有在编译前已经声明了该类的类型才能获取到 Class 对象

Class clazz = SmallPineapple.class;

• 实例.getClass()：通过实例化对象获取该实例的 Class 对象

SmallPineapple sp = new SmallPineapple();
Class clazz = sp.getClass();

• Class.forName(className)：通过类的全限定名获取该类的 Class 对象

Class clazz = Class.forName("com.bean.smallpineapple");

拿到 Class对象就可以对它为所欲为了：剥开它的皮（获取类信息）、指挥它做事（调用它的方法），看透它的一切（获取属性），总之它就没有隐私了。

不过在程序中，每个类的 Class 对象只有一个，也就是说你只有这一个奴隶。我们用上面三种方式测试，通过三种方式打印各个 Class 对象都是相同的。

Class clazz1 = Class.forName("com.bean.SmallPineapple");
Class clazz2 = SmallPineapple.class;
SmallPineapple instance = new SmallPineapple();
Class clazz3 = instance.getClass();
System.out.println("Class.forName() == SmallPineapple.class:" + (clazz1 == clazz2));
System.out.println("Class.forName() == instance.getClass():" + (clazz1 == clazz3));
System.out.println("instance.getClass() == SmallPineapple.class:" + (clazz2 == clazz3));

“

内存中只有一个 Class 对象的原因要牵扯到 JVM 类加载机制的双亲委派模型，它保证了程序运行时，加载类时每个类在内存中仅会产生一个Class对象。在这里我不打算详细展开说明，可以简单地理解为 JVM 帮我们保证了一个类在内存中至多存在一个 Class 对象。

构造类的实例化对象

通过反射构造一个类的实例方式有2种：

• Class 对象调用newInstance()方法

Class clazz = Class.forName("com.bean.SmallPineapple");
SmallPineapple smallPineapple = (SmallPineapple) clazz.newInstance();
smallPineapple.getInfo();
// [null 的年龄是：0]

即使 SmallPineapple 已经显式定义了构造方法，通过 newInstance()  创建的实例中，所有属性值都是对应类型的初始值，因为 newInstance() 构造实例会调用默认无参构造器。

• Constructor 构造器调用newInstance()方法

Class clazz = Class.forName("com.bean.SmallPineapple");
Constructor constructor = clazz.getConstructor(String.class, int.class);
constructor.setAccessible(true);
SmallPineapple smallPineapple2 = (SmallPineapple) constructor.newInstance("小菠萝", 21);
smallPineapple2.getInfo();
// [小菠萝 的年龄是：21]

通过 getConstructor(Object... paramTypes) 方法指定获取指定参数类型的 Constructor， Constructor 调用 newInstance(Object... paramValues) 时传入构造方法参数的值，同样可以构造一个实例，且内部属性已经被赋值。

通过Class对象调用 newInstance() 会走默认无参构造方法，如果想通过显式构造方法构造实例，需要提前从Class中调用getConstructor()方法获取对应的构造器，通过构造器去实例化对象。

“

这些 API 是在开发当中最常遇到的，当然还有非常多重载的方法，本文由于篇幅原因，且如果每个方法都一一讲解，我们也记不住，所以用到的时候去类里面查找就已经足够了。

获取一个类的所有信息

Class 对象中包含了该类的所有信息，在编译期我们能看到的信息就是该类的变量、方法、构造器，在运行时最常被获取的也是这些信息。