18 反射

18.1 反射机制

基本介绍：

反射机制允许程序在执行期借助子Reflection API取得任何类的内部信息(比如成员变量，构造器，成员方法等等），并能操作对象的属性及方法
加载完类之后，在堆中就产生了一个Class类型的对象（一个类只有一个Class对象），这个对象包含了类的完整结构信息。通过这个对象得到类的结构。这个对象就像一面镜子，透过这个镜子看到类的结构，所以，形象的称之为：反射

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18.2 反射相关类

java.lang.Class：代表一个类，Class对象表示某个类加载后在堆中的对象
java.lang.reflect.Method: 代表该类的方法
java.lang.reflect.Field：代表类的成员变量
java.lang.reflect.Constructor：代表类的构造方法

public class Reflection01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1. 使用Properties 类, 可以读写配置文件
        Properties properties = new Properties();
        properties.load(new FileInputStream("src\\re.properties"));
        String classfullpath = properties.get("classfullpath").toString();//"com.hspedu.Cat"
        String methodName = properties.get("method").toString();//"hi"
        //2. 使用反射机制解决
        //(1) 加载类, 返回Class类型的对象cls
        Class cls = Class.forName(classfullpath);
        //(2) 通过 cls 得到你加载的类 com.hspedu.Cat 的对象实例
        Object o = cls.newInstance();
        System.out.println("o的运行类型=" + o.getClass()); //运行类型
        //(3) 通过 cls 得到你加载的类 com.hspedu.Cat 的 methodName"hi"  的方法对象
        //    即：在反射中，可以把方法视为对象（万物皆对象）
        Method method1 = cls.getMethod(methodName);
        //(4) 通过method1 调用方法: 即通过方法对象来实现调用方法
        System.out.println("=============================");
        method1.invoke(o); //传统方法 对象.方法() , 反射机制 方法.invoke(对象)
        //java.lang.reflect.Field: 代表类的成员变量, Field对象表示某个类的成员变量
        //得到name字段
        //getField不能得到私有的属性
        Field nameField = cls.getField("age"); //
        System.out.println(nameField.get(o)); // 传统写法 对象.成员变量 , 反射 :  成员变量对象.get(对象)
        //java.lang.reflect.Constructor: 代表类的构造方法, Constructor对象表示构造器
        Constructor constructor = cls.getConstructor(); //()中可以指定构造器参数类型, 返回无参构造器
        System.out.println(constructor);//Cat()
        Constructor constructor2 = cls.getConstructor(String.class); //这里传入的 String.class 就是String类的Class对象
        System.out.println(constructor2);//Cat(String name)
    }
}

18.3 Class类

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基本介绍：

Class也是类，因此也继承Object类
Class类对象不是new出来的，而是系统创建的
类的Class类对象，在内存中只有一份，且只加载一次
每个类的实例都会记录它属于哪个Class实例生成
通过Class可以完整地得到一个类的完整结构，通过一系列API
Class对象是存放在堆的
类的字节码二进制数据，是放在方法区的，有的地方称为类的元数据(包括方法代码，变量名，方法名，访问权限等等）

Class类对象获取：

前提：已知一个类的全类名，且该类在类路径下，可通过Class类的静态方法forName()获取
Class cls1 = Class.forName("java.lang.Cat” )
应用场景：多用于配置文件，读取类全路径，加载类
前提：若已知具体的类，通过类的class 获取，该方式最为安全可靠，程序性能最高
Class cls2 = Cat.class
应用场景：多用于参数传递，比如通过反射得到对应构造器对象
前提：已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象
Class class = 对象.getClass();
应用场景：通过创建好的对象，获取Class对象
其他方式(类加载器)
ClassLoader cl = 对象.getClass().getClassLoader();
Class class4 = cl.loadClass(“类的全类名");
基本数据(int, char boolean,float,double.byte.long,short)
Class cls = 基本数据类型.class
基本数据类型对应的包装类，可以通过.type 得到Class类对象
Class cls = 包装类.TYPE

public class GetClass_ {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //1. Class.forName
        String classAllPath = "com.hspedu.Car"; //通过读取配置文件获取
        Class<?> cls1 = Class.forName(classAllPath);
        System.out.println(cls1);
        //2. 类名.class , 应用场景: 用于参数传递
        Class cls2 = Car.class;
        System.out.println(cls2);
        //3. 对象.getClass(), 应用场景，有对象实例
        Car car = new Car();
        Class cls3 = car.getClass();
        System.out.println(cls3);
        //4. 通过类加载器【4种】来获取到类的Class对象
        //(1)先得到类加载器 car
        ClassLoader classLoader = car.getClass().getClassLoader();
        //(2)通过类加载器得到Class对象
        Class cls4 = classLoader.loadClass(classAllPath);
        System.out.println(cls4);
        //cls1 , cls2 , cls3 , cls4 其实是同一个对象
        System.out.println(cls1.hashCode());
        System.out.println(cls2.hashCode());
        System.out.println(cls3.hashCode());
        System.out.println(cls4.hashCode());
        //5. 基本数据(int, char,boolean,float,double,byte,long,short) 按如下方式得到Class类对象
        Class<Integer> integerClass = int.class;
        Class<Character> characterClass = char.class;
        Class<Boolean> booleanClass = boolean.class;
        System.out.println(integerClass);//int
        //6. 基本数据类型对应的包装类，可以通过 .TYPE 得到Class类对象
        Class<Integer> type1 = Integer.TYPE;
        Class<Character> type2 = Character.TYPE; //其它包装类BOOLEAN, DOUBLE, LONG,BYTE等待
        System.out.println(type1);
        System.out.println(integerClass.hashCode());//?
        System.out.println(type1.hashCode());//?
    }
}

有Class对象的类型：

外部类，成员内部类，静态内部类，局部内部类，匿名内部类
interface :接口
数组
enum：枚举
annotation ：注解
基本数据类型
void

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常用方法：

public class Class02 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchFieldException {
        String classAllPath = "com.hspedu.Car";
        //1 . 获取到Car类 对应的 Class对象
        //<?> 表示不确定的Java类型
        Class<?> cls = Class.forName(classAllPath);
        //2. 输出cls
        System.out.println(cls); //显示cls对象, 是哪个类的Class对象 com.hspedu.Car
        System.out.println(cls.getClass());//输出cls运行类型 java.lang.Class
        //3. 得到包名
        System.out.println(cls.getPackage().getName());//包名
        //4. 得到全类名
        System.out.println(cls.getName());
        //5. 通过cls创建对象实例
        Car car = (Car) cls.newInstance();
        System.out.println(car);//car.toString()
        //6. 通过反射获取属性 brand
        Field brand = cls.getField("brand");
        System.out.println(brand.get(car));//宝马
        //7. 通过反射给属性赋值
        brand.set(car, "奔驰");
        System.out.println(brand.get(car));//奔驰
        //8 我希望大家可以得到所有的属性(字段)
        System.out.println("=======所有的字段属性====");
        Field[] fields = cls.getFields();
        for (Field f : fields) {
            System.out.println(f.getName());//名称
        }
    }
}

18.4 类加载

基本介绍：

反射机制是 java实现动态语言的关键，也就是通过反射实现类动态加载
静态加载：编译时加载相关的类，如果没有则报错，依赖性太强
动态加载：运行时加载需要的类，如果运行时不用该类，即使不存在该类，则不报错，降低了依赖性

类加载时机：

当创建对象时 (new）//静态加载
当子类被加载时，父类也加载 //静态加载
调用类中的静态成员时 //静态加载
通过反射 //动态加载

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过程图：

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各个阶段任务：

1 加载阶段

JM 在该阶段的主要目的是将字节码从不同的数据源（可能是class 文件、也可能是jar 包，甚至网络）转化为二进制字节流加载到内存中，并生成一个代表该类的java.lang.Class 对象

2.1 连接阶段——验证

目的是为了确保 Class 文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，并且不会危害虚拟机自身的安全
包括：文件格式验证(是否以魔数 oxcafebabe开头)、元数据验证、字节码验证和符号引用验证
可以考虑使用-Xverify:none 参数来关闭大部分的类验证措施，缩短虛拟机类加载的时间

2.2 连接阶段——准备

JVM 会在该阶段对静态变量，分配内存井初始化（对应数据类型的默认初始值如0、OL、null false 等），这些变量所使用的内存都将在方法区中进行分配

2.3 连接阶段——解析

虛拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程

3 初始化：

到初始化阶段，才真正开始执行类中定义的 Java 程序代码，此阶段是执行() 方法的过程
() 方法是由编译器按语句在源文件中出现的顺序，依次自动收集类中的所有静态变量的赋值动作和静态代码块中的语句，
井进行合井
虚拟机会保证一个类的 ()方法在多线程环境中被正确地加锁、同步，如果多个线程同时去初始化一个类，那么只会有一个线程去执行这个类的()方其他线程都需要阻塞等待，直到活动线程执行()方法完毕

18.5 反射获取类的结构信息

第一组Class类方法：

getName:获取全类名
getSimpleName:获取简单类名
getFields:获取所有public修饰的属性，包含本类以及父类的
getDeclaredFields:获取本类中所有属性
getMethods:获取所有public修饰的方法，包含本类以及父类的
getDeclaredMethods:获取本类中所有方法
getConstructors:获取所有public修饰的构造器，包含本类
getDeclaredConstructors:获取本类中所有构造器
getPackage:lPackage形式返回包信息
getSuperClass:以Class形式返回父类信息
getlnterfaces:以Class[]形式返回接口信息
getAnnotations:以Annotation[] 形式返回注解信息

//第一组方法API
    @Test
    public void api_01() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {
        //得到Class对象
        Class<?> personCls = Class.forName("com.hspedu.reflection.Person");
        //getName:获取全类名
        System.out.println(personCls.getName());//com.hspedu.reflection.Person
        //getSimpleName:获取简单类名
        System.out.println(personCls.getSimpleName());//Person
        //getFields:获取所有public修饰的属性，包含本类以及父类的
        Field[] fields = personCls.getFields();
        for (Field field : fields) {//增强for
            System.out.println("本类以及父类的属性=" + field.getName());
        }
        //getDeclaredFields:获取本类中所有属性
        Field[] declaredFields = personCls.getDeclaredFields();
        for (Field declaredField : declaredFields) {
            System.out.println("本类中所有属性=" + declaredField.getName());
        }
        //getMethods:获取所有public修饰的方法，包含本类以及父类的
        Method[] methods = personCls.getMethods();
        for (Method method : methods) {
            System.out.println("本类以及父类的方法=" + method.getName());
        }
        //getDeclaredMethods:获取本类中所有方法
        Method[] declaredMethods = personCls.getDeclaredMethods();
        for (Method declaredMethod : declaredMethods) {
            System.out.println("本类中所有方法=" + declaredMethod.getName());
        }
        //getConstructors: 获取所有public修饰的构造器，包含本类
        Constructor<?>[] constructors = personCls.getConstructors();
        for (Constructor<?> constructor : constructors) {
            System.out.println("本类的构造器=" + constructor.getName());
        }
        //getDeclaredConstructors:获取本类中所有构造器
        Constructor<?>[] declaredConstructors = personCls.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor<?> declaredConstructor : declaredConstructors) {
            System.out.println("本类中所有构造器=" + declaredConstructor.getName());//这里老师只是输出名
        }
        //getPackage:以Package形式返回 包信息
        System.out.println(personCls.getPackage());//com.hspedu.reflection
        //getSuperClass:以Class形式返回父类信息
        Class<?> superclass = personCls.getSuperclass();
        System.out.println("父类的class对象=" + superclass);//
        //getInterfaces:以Class[]形式返回接口信息
        Class<?>[] interfaces = personCls.getInterfaces();
        for (Class<?> anInterface : interfaces) {
            System.out.println("接口信息=" + anInterface);
        }
        //getAnnotations:以Annotation[] 形式返回注解信息
        Annotation[] annotations = personCls.getAnnotations();
        for (Annotation annotation : annotations) {
            System.out.println("注解信息=" + annotation);//注解
        }
    }
}
class A {
    public String hobby;
    public void hi() {
    }
    public A() {
    }
    public A(String name) {
    }
}
interface IA {
}
interface IB {
}
@Deprecated
class Person extends A implements IA, IB {
    //属性
    public String name;
    protected static int age; // 4 + 8 = 12
    String job;
    private double sal;
    //构造器
    public Person() {
    }
    public Person(String name) {
    }
    //私有的
    private Person(String name, int age) {
    }
    //方法
    public void m1(String name, int age, double sal) {
    }
    protected String m2() {
        return null;
    }
    void m3() {
    }
    private void m4() {
    }
}

第二组Field类方法：

getModifiers:以int形式返回修饰符
public 是 1，private 是 2 ，protected 是 4，static是8，final是 16
getType:以Class形式返回类型
getName:返回属性名

//得到Class对象
        Class<?> personCls = Class.forName("com.hspedu.reflection.Person");
        //getDeclaredFields:获取本类中所有属性
        //规定 说明: 默认修饰符 是0 ， public  是1 ，private 是 2 ，protected 是 4 , static 是 8 ，final 是 16
        Field[] declaredFields = personCls.getDeclaredFields();
        for (Field declaredField : declaredFields) {
            System.out.println("本类中所有属性=" + declaredField.getName()
                    + " 该属性的修饰符值=" + declaredField.getModifiers()

第三组Method类方法：

getModifiers:以int形式返回修饰符
public 是 1，private 是 2 ，protected 是 4，static是8，final是 16
getName:返回方法名
getParameterTypes:以Class[]返回参数类型数组

//getMethods:获取所有public修饰的方法，包含本类以及父类的
        Method[] methods = personCls.getMethods();
        for (Method method : methods) {
            System.out.println("本类以及父类的方法=" + method.getName());
        }
        //getDeclaredMethods:获取本类中所有方法
        Method[] declaredMethods = personCls.getDeclaredMethods();
        for (Method declaredMethod : declaredMethods) {
            System.out.println("本类中所有方法=" + declaredMethod.getName());

第四组Constructor类方法：

getModifiers: 以int形式返回修饰符
getName:返回构造器名
getParameterTypes:以Class[]返回参数类型数组

//getDeclaredConstructors:获取本类中所有构造器
        Constructor<?>[] declaredConstructors = personCls.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor<?> declaredConstructor : declaredConstructors) {
            System.out.println("====================");
            System.out.println("本类中所有构造器=" + declaredConstructor.getName());//这里老师只是输出名
            Class<?>[] parameterTypes = declaredConstructor.getParameterTypes();
            for (Class<?> parameterType : parameterTypes) {
                System.out.println("该构造器的形参类型=" + parameterType);

18.6 通过反射创建对象

Class相关方法：

newlnstance：调用类中的无参构造器，获取对应类的对象
getConstructor(Class.…clazz):根据参数列表，获取对应的public构造器对象
getDecalared Constructor(Class..clazz):根据参数列表，获取对应的所有构造器对象

Constructor类相关方法：

SetAccessible:暴破
newlnstance(Obiect...obj):调用构造器

public class ReflecCreateInstance {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
    //1. 先获取到User类的Class对象
        Class<?> userClass = Class.forName("com.hspedu.reflection.User");
        //2. 通过public的无参构造器创建实例
        Object o = userClass.newInstance();
        System.out.println(o);
        //3. 通过public的有参构造器创建实例
        /*
            constructor 对象就是
            public User(String name) {//public的有参构造器
                this.name = name;
            }
         */
        //3.1 先得到对应构造器
        Constructor<?> constructor = userClass.getConstructor(String.class);
        //3.2 创建实例，并传入实参
        Object hsp = constructor.newInstance("hsp");
        System.out.println("hsp=" + hsp);
        //4. 通过非public的有参构造器创建实例
        //4.1 得到private的构造器对象
        Constructor<?> constructor1 = userClass.getDeclaredConstructor(int.class, String.class);
        //4.2 创建实例
        //暴破【暴力破解】 , 使用反射可以访问private构造器/方法/属性, 反射面前，都是纸老虎
        constructor1.setAccessible(true);
        Object user2 = constructor1.newInstance(100, "张三丰");
        System.out.println("user2=" + user2);
    }
}
class User { //User类
    private int age = 10;
    private String name = "韩顺平教育";
    public User() {//无参 public
    }
    public User(String name) {//public的有参构造器
        this.name = name;
    }
    private User(int age, String name) {//private 有参构造器
        this.age = age;
        this.name = name;
    }
    public String toString() {
        return "User [age=" + age + ", name=" + name + "]";
    }
}

18.7 通过反射访问类

通过反射访问类中属性：

根据属性名获取Field对象
Field f= class对象.getDeclaredField(属性名);
暴破：f.setAccessible(true);
访问:
f.set(o,值);
System.out.print(f.get(o));
如果是静态属性，则set和get中的参数o，可以写成null

public class ReflecAccessProperty {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchFieldException {
        //1. 得到Student类对应的 Class对象
        Class<?> stuClass = Class.forName("com.hspedu.reflection.Student");
        //2. 创建对象
        Object o = stuClass.newInstance();//o 的运行类型就是Student
        System.out.println(o.getClass());//Student
        //3. 使用反射得到age 属性对象
        Field age = stuClass.getField("age");
        age.set(o, 88);//通过反射来操作属性
        System.out.println(o);//
        System.out.println(age.get(o));//返回age属性的值
        //4. 使用反射操作name 属性
        Field name = stuClass.getDeclaredField("name");
        //对name 进行暴破, 可以操作private 属性
        name.setAccessible(true);
        //name.set(o, "老韩");
        name.set(null, "老韩~");//因为name是static属性，因此 o 也可以写出null
        System.out.println(o);
        System.out.println(name.get(o)); //获取属性值
        System.out.println(name.get(null));//获取属性值, 要求name是static
    }
}
class Student {//类
    public int age;
    private static String name;
    public Student() {//构造器
    }
    public String toString() {
        return "Student [age=" + age + ", name=" + name + "]";
    }
}

通过反射访问类中方法：

根据方法名和参数列表获取Method方法对象：Method m:
clazz.getDeclaredMethod(方法名，xx.class);
获取对象：Object o=class.newlnstance();
暴破：o.setAccessible(true);
访问：Object returnValue =m.invoke(o,实参列表)：可以写成null
注意：如果是静态方法，则invoke的参数o，可以写成null

public class ReflecAccessMethod {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException {
        //1. 得到Boss类对应的Class对象
        Class<?> bossCls = Class.forName("com.hspedu.reflection.Boss");
        //2. 创建对象
        Object o = bossCls.newInstance();
        //3. 调用public的hi方法
        //Method hi = bossCls.getMethod("hi", String.class);//OK
        //3.1 得到hi方法对象
        Method hi = bossCls.getDeclaredMethod("hi", String.class);//OK
        //3.2 调用
        hi.invoke(o, "韩顺平教育~");
        //4. 调用private static 方法
        //4.1 得到 say 方法对象
        Method say = bossCls.getDeclaredMethod("say", int.class, String.class, char.class);
        //4.2 因为say方法是private, 所以需要暴破，原理和前面讲的构造器和属性一样
        say.setAccessible(true);
        System.out.println(say.invoke(o, 100, "张三", '男'));
        //4.3 因为say方法是static的，还可以这样调用 ，可以传入null
        System.out.println(say.invoke(null, 200, "李四", '女'));
        //5. 在反射中，如果方法有返回值，统一返回Object , 但是他运行类型和方法定义的返回类型一致
        Object reVal = say.invoke(null, 300, "王五", '男');
        System.out.println("reVal 的运行类型=" + reVal.getClass());//String
        //在演示一个返回的案例
        Method m1 = bossCls.getDeclaredMethod("m1");
        Object reVal2 = m1.invoke(o);
        System.out.println("reVal2的运行类型=" + reVal2.getClass());//Monster
    }
}
class Monster {}
class Boss {//类
    public int age;
    private static String name;
    public Boss() {//构造器
    }
    public Monster m1() {
        return new Monster();
    }
    private static String say(int n, String s, char c) {//静态方法
        return n + " " + s + " " + c;
    }
    public void hi(String s) {//普通public方法
        System.out.println("hi " + s);
    }
}

18.8 反射性能优化

优缺点：

优点：可以动态的创建和使用对象(也是框架底层孩心)，使用灵活，没有反射机制，框架技术就失去底层支撑
缺点：使用反射基本是解释执行，对执行速度有影响

public class Reflection02 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        //Field
        //Method
        //Constructor
        m1();
        m2();
        m3();
    }
    //传统方法来调用hi
    public static void m1() {
        Cat cat = new Cat();
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 90; i++) {
            cat.hi();
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("m1() 耗时=" + (end - start));
    }
    //反射机制调用方法hi
    public static void m2() throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        Class cls = Class.forName("com.hspedu.Cat");
        Object o = cls.newInstance();
        Method hi = cls.getMethod("hi");
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 900000000; i++) {
            hi.invoke(o);//反射调用方法
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("m2() 耗时=" + (end - start));
    }
    //反射调用优化 + 关闭访问检查
    public static void m3() throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        Class cls = Class.forName("com.hspedu.Cat");
        Object o = cls.newInstance();
        Method hi = cls.getMethod("hi");
        hi.setAccessible(true);//在反射调用方法时，取消访问检查
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 900000000; i++) {
            hi.invoke(o);//反射调用方法
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("m3() 耗时=" + (end - start));
    }

关闭访问检查：

Method和Field、Constructor对象都有setAccessible()方法
setAccessible作用是启动和禁用访问安全检查的开关
参数值为true表示反射的对象在使用时取消访问检查，提高反射的效率。参数值为false则表示反射的对象执行访问检查

JavaSE笔记--韩顺平(入门详细版)（五）

18 反射

18.1 反射机制

基本介绍：

18.2 反射相关类

18.3 Class类

基本介绍：

Class类对象获取：

有Class对象的类型：

常用方法：

18.4 类加载

基本介绍：

类加载时机：

过程图：

各个阶段任务：

1 加载阶段

2.1 连接阶段——验证

2.2 连接阶段——准备

2.3 连接阶段——解析

3 初始化：

18.5 反射获取类的结构信息

第一组Class类方法：

第二组Field类方法：

第三组Method类方法：

第四组Constructor类方法：

18.6 通过反射创建对象

Class相关方法：

Constructor类相关方法：

18.7 通过反射访问类

通过反射访问类中属性：

通过反射访问类中方法：

18.8 反射性能优化

优缺点：

关闭访问检查：

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JavaSE笔记--韩顺平(入门详细版)（五）

18 反射

18.1 反射机制

基本介绍：

18.2 反射相关类

18.3 Class类

基本介绍：

Class类对象获取：

有Class对象的类型：

常用方法：

18.4 类加载

基本介绍：

类加载时机：

过程图：

各个阶段任务：

1 加载阶段

2.1 连接阶段——验证

2.2 连接阶段——准备

2.3 连接阶段——解析

3 初始化：

18.5 反射获取类的结构信息

第一组Class类方法：

第二组Field类方法：

第三组Method类方法：

第四组Constructor类方法：

18.6 通过反射创建对象

Class相关方法：

Constructor类相关方法：

18.7 通过反射访问类

通过反射访问类中属性：

通过反射访问类中方法：

18.8 反射性能优化

优缺点：

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