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Java 反射（Reflection）技术

backend 2025/7/4 17:13:00

反射是 Java 提供的一种强大机制，允许程序在运行时（Runtime）动态地获取类的信息、操作类的属性和方法。这种能力使得 Java 程序可以突破编译时的限制，实现更灵活的设计。

一、反射的核心概念

1. 什么是反射

反射是指在程序运行时动态地：

获取类的完整结构（类名、方法、属性、构造器等）
创建对象
调用方法
访问/修改字段值

2. 反射的核心类

Class：代表类的实体
Field：代表类的成员变量
Method：代表类的方法
Constructor：代表类的构造方法

二、反射的基本使用

1. 获取Class对象的三种方式

// 1. 通过类名.class
Class<?> clazz1 = String.class;// 2. 通过对象.getClass()
String str = "Hello";
Class<?> clazz2 = str.getClass();// 3. 通过Class.forName()（最常用）
Class<?> clazz3 = Class.forName("java.lang.String");

2. 创建对象

Class<?> clazz = Class.forName("com.example.User");
// 使用无参构造
Object obj1 = clazz.newInstance(); // 已过时，推荐使用下面的方式
Object obj2 = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();// 使用有参构造
Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor(String.class, int.class);
Object obj3 = constructor.newInstance("张三", 25);

3. 调用方法

Class<?> clazz = Class.forName("com.example.Calculator");
Object calculator = clazz.newInstance();// 获取方法
Method addMethod = clazz.getMethod("add", int.class, int.class);// 调用方法
Object result = addMethod.invoke(calculator, 10, 20);
System.out.println("结果: " + result); // 输出: 结果: 30

4. 访问字段

Class<?> clazz = Class.forName("com.example.Person");
Object person = clazz.newInstance();// 获取字段（包括私有字段）
Field nameField = clazz.getDeclaredField("name");// 设置可访问（即使是private字段）
nameField.setAccessible(true);// 设置字段值
nameField.set(person, "李四");// 获取字段值
String name = (String) nameField.get(person);
System.out.println(name); // 输出: 李四

三、反射的应用场景

框架设计：Spring、Hibernate等框架大量使用反射
- Spring的IoC容器通过反射创建和管理Bean
- Hibernate通过反射实现ORM映射
动态代理：AOP编程的基础
注解处理：运行时通过反射读取注解信息
工具类开发：如通用的对象属性拷贝工具
IDE功能：代码提示、自动补全等功能使用反射获取类信息

四、反射的优缺点

优点：

灵活性高：可以在运行时动态操作类和对象
扩展性强：可以实现通用框架和组件
突破访问限制：可以访问私有成员

缺点：

性能开销：反射操作比直接调用慢
安全问题：可以绕过访问权限检查
代码复杂度：反射代码可读性较差
破坏封装性：可以访问私有成员，破坏面向对象特性

五、性能优化建议

缓存Class对象：避免重复获取
缓存Method/Field对象：避免重复查找
setAccessible(true)只调用一次
考虑使用MethodHandle（Java7+）

六、反射与泛型

通过反射可以绕过泛型检查：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("hello");Class<?> clazz = list.getClass();
Method addMethod = clazz.getMethod("add", Object.class);
addMethod.invoke(list, 100); // 添加非String类型System.out.println(list); // 输出: [hello, 100]

反射是Java高级特性中的重要部分，合理使用可以极大增强程序的灵活性，但也要注意其带来的性能和安全问题。

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http://www.xdnf.cn/news/7359.html