Java反射分析

一、什么是反射

          反射 (Reflection) 是 Java 的特征之一，它允许运行中的 Java 程序获取自身的信息，并且可以操作类或对象的内部属性。

          重点：是运行时(Runtime)而不是编译时

           Java的编译与运行流程参考: http://www.jumpbeandev.com/2016/09/07/javabuildandrun/

          简而言之，通过反射，我们可以在运行时动态获得和修改程序中每一个类型的成员和成员的信息。程序中一般的对象的类型都是在编译期就确定下来的，而 Java 反射机制可以动态地创建对象并调用其属性，这样的对象的类型在编译期是未知的。所以我们可以通过反射机制直接创建对象，即使这个对象的类型在编译期是未知的。

          反射的核心是 JVM 在运行时才动态加载类或调用方法/访问属性，它不需要事先（写代码的时候或编译期）知道运行对象是谁，Java 反射主要提供以下功能：

• 在运行时判断任意一个对象所属的类；
• 在运行时构造任意一个类的对象；
• 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法（通过反射甚至可以调用private方法）；
• 在运行时调用任意一个对象的方法

二、为什么需要有反射   

          反射最重要的用途就是开发各种通用框架。很多框架（比如 Spring）都是配置化的（比如通过 XML 文件配置 Bean），为了保证框架的通用性，它们可能需要根据配置文件加载不同的对象或类，调用不同的方法，这个时候就必须用到反射，运行时动态加载需要加载的对象。

举一个例子，在运用 Struts 2 框架的开发中我们一般会在 struts.xml 里去配置 Action，比如：

<action name="login"

class="org.ScZyhSoft.test.action.SimpleLoginAction"

method="execute">

<result>/shop/shop-index.jsp</result>

<result name="error">login.jsp</result>

</action>

            对与框架开发人员来说，反射虽小但作用非常大，它是各种框架容器实现的核心。配置文件与 Action 建立了一种映射关系，当 View 层发出请求时，请求会被 StrutsPrepareAndExecuteFilter 拦截，然后 StrutsPrepareAndExecuteFilter 会去动态地创建 Action 实例。比如我们请求 login.action，那么 StrutsPrepareAndExecuteFilter就会去解析struts.xml文件，检索action中name为login的Action，并根据class属性创建SimpleLoginAction实例，并用invoke方法来调用execute方法，这个过程离不开反射。

三、反射的基本用法 

           此部分参考文章：https://blog.csdn.net/briblue/article/details/74616922#_11

           反射值得注意的诸多细节参考文章：https://blog.csdn.net/briblue/article/details/76223206

四、反射的意义及局限性

    意义：

        1.增加程序的灵活性，避免将程序写死到代码里。

             例：定义了一个接口，实现这个接口的类有20个，程序里用到了这个实现类的地方有好多地方，如果不使用配置文件手写的话，代码的改动量很大，因为每个地方都要改而且不容易定位，如果你在编写之前先将接口与实现类的写在配置文件里，下次只需改配置文件，利用反射（java API已经封装好了，直接用就可以用 Class.newInstance()）就可完成。

        2.代码简洁，提高代码的复用率，外部调用方便。

package com.groople.testdemo;
 
interface Fruit { //水果接口
　 public void eat() ; //吃水果
}
 
class Apple implements Fruit{ //定义苹果
　　public void eat() {
　　　　System.out.println("**吃苹果。"); 
　　} 
}
 
class Orange implements Fruit{
　　public void eat() {
　　　　System.out.println("**吃橘子。"); 
　　}
}
 
class Factory{
　　public static Fruit getInstance(String className){
　　　　Fruit fruit = null ;
　　　　try{
　　　　　　fruit = (Fruit) Class.forName(className).newInstance() ;
　　　　}catch(Exception e ){
　　　　　　e.printStackTrace() ;
　　　　}
　　　　return fruit ;
　 }
}
 
public class FactoryDemo{
　　public static void main(String args[]){
　　//通过工厂类取得接口实例，传入完整的包.类名称
　　　　Fruit f = Factory.getInstance("com.groople.testdemo.Apple") ;
　　　　if(f!=null){ //判断是否取得接口实例
　　　　　　f.eat() ;
　　　　}
　 }
}

           如果不用反射，那么我们如果再加一个西瓜类，就得在Factory里判断，每添加一个类都要修改一次Factory，但用了反射只用在调用的时候传入完整的类名就可完成。结果：用反射，修改一处代码；不用反射，修改两处代码。

       3.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

 缺点：    

      1、性能问题

      使用反射基本上是一种解释操作，用于字段和方法接入时要远慢于直接代码。因此Java反射机制主要应用在对灵活性和扩展性要求很高的系统框架上,普通程序不建议使用。反射包括了一些动态类型，所以JVM无法对这些代码进行优化。因此，反射操作的效率要比那些非反射操作低得多。我们应该避免在经常被 执行的代码或对性能要求很高的程序中使用反射。

     2、使用反射会模糊程序内部逻辑

     程序人员希望在源代码中看到程序的逻辑，反射等绕过了源代码的技术，因而会带来维护问题。反射代码比相应的直接代码更复杂。

     3、安全限制 

     使用反射技术要求程序必须在一个没有安全限制的环境中运行。如果一个程序必须在有安全限制的环境中运行，如Applet，那么这就是个问题了

     4、内部暴露

     由于反射允许代码执行一些在正常情况下不被允许的操作（比如访问私有的属性和方法），所以使用反射可能会导致意料之外的副作用－－代码有功能上的错误，降低可移植性。反射代码破坏了抽象性，因此当平台发生改变的时候，代码的行为就有可能也随着变化。

Java反射可以访问和修改私有成员变量，那封装成private还有意义么？
       既然小偷可以访问和搬走私有成员家具，那封装成防盗门还有意义么？这是一样的道理，并且Java从应用层给我们提供了安全管理机制——安全管理器，每个Java应用都可以拥有自己的安全管理器，它会在运行阶段检查需要保护的资源的访问权限及其它规定的操作权限，保护系统免受恶意操作攻击，以达到系统的安全策略。所以其实反射在使用时，内部有安全控制，如果安全设置禁止了这些，那么反射机制就无法访问私有成员。

反射是否真的会让你的程序性能降低?
    1.反射大概比直接调用慢50~100倍，但是需要你在执行100万遍的时候才会有所感觉

    2.判断一个函数的性能，你需要把这个函数执行100万遍甚至1000万遍

    3.如果你只是偶尔调用一下反射，请忘记反射带来的性能影响

    4.如果你需要大量调用反射，请考虑缓存。

    5.你的编程的思想才是限制你程序性能的最主要的因素 

最后

以上就是美好往事为你收集整理的Java反射分析的全部内容，希望文章能够帮你解决Java反射分析所遇到的程序开发问题。

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