Java反射机制

获取Class类

获取字段与实例的字段值

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Object p = new Person("Xiao Ming");
        Class c = p.getClass();
        Field f = c.getDeclaredField("name");
        Object value = f.get(p);
        System.out.println(value); // "Xiao Ming"
    }
}
class Person {
    private String name;
    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }
}

上述代码先获取Class实例，再获取Field实例，然后，用Field.get(Object)获取指定实例的指定字段的值。

运行代码，如果不出意外，会得到一个IllegalAccessException，这是因为name被定义为一个private字段，正常情况下，Main类无法访问Person类的private字段。要修复错误，可以将private改为public，或者，在调用Object value = f.get(p);前，先写一句：f.setAccessible(true);

调用Field.setAccessible(true)的意思是，别管这个字段是不是public，一律允许访问。
可以试着加上上述语句，再运行代码，就可以打印出private字段的值。

有童鞋会问：如果使用反射可以获取private字段的值，那么类的封装还有什么意义？
答案是正常情况下，我们总是通过p.name来访问Person的name字段，编译器会根据public、protected和private决定是否允许访问字段，这样就达到了数据封装的目的。
而反射是一种非常规的用法，使用反射，首先代码非常繁琐，其次，它更多地是给工具或者底层框架来使用，目的是在不知道目标实例任何信息的情况下，获取特定字段的值。
此外，setAccessible(true)可能会失败。如果JVM运行期存在SecurityManager，那么它会根据规则进行检查，有可能阻止setAccessible(true)。例如，某个SecurityManager可能不允许对java和javax开头的package的类调用setAccessible(true)，这样可以保证JVM核心库的安全。

反射不仅可以获取某一个实例的值，也可以修改其中的值：
f.set(p, “Xiao Hong”);

获取某一个类的方法

什么是反射机制？

“Java的反射（reflection）机制是指在程序的运行状态中，可以构造任意一个类的对象，可以了解任意一个对象所属的类，可以了解任意一个类的成员变量和方法，可以调用任意一个对象的属性和方法。这种动态获取程序信息以及动态调用对象的功能称为Java语言的反射机制。反射被视为动态语言的关键。”——百度百科

从上面这段话可以看出，反射能够做到的事情至少有以下四点：

• 通过反射获取对于class的对象
• 获取class中的所有字段
• 获取class中的所有方法

看起来反射机制破坏了类的封装——私有变量在类外都可以访问，这一点不可否认，但与此同时，Java的反射机制其实只是提供了一个手段——走后门的手段，毕竟不是所有的封装都是天衣无缝，且与时俱进。

反射API

跟类的成员相匹配，反射API主要分为以下几类：

举例说明：

public class Apple {
    private int price;
    public int getPrice() {
        return price;
    }
    public void setPrice(int price) {
        this.price = price;
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //正常的调用
        Apple apple = new Apple();
        apple.setPrice(5);
        System.out.println("Apple Price:" + apple.getPrice());
        //使用反射调用
        Class clz = Class.forName("com.chenshuyi.api.Apple");
        Method setPriceMethod = clz.getMethod("setPrice", int.class);
        Constructor appleConstructor = clz.getConstructor();
        Object appleObj = appleConstructor.newInstance();
        setPriceMethod.invoke(appleObj, 14);
        Method getPriceMethod = clz.getMethod("getPrice");
        System.out.println("Apple Price:" + getPriceMethod.invoke(appleObj));
    }
}

原理

其实平时所用的Spring Boot之类的框架，很多都有反射的身影，例如Bean的生成。
先在pom.xml中添加类一个Bean（或是利用相应的注解）：

<bean class="com.chenshuyi.Apple">
</bean>

在application启动的时候，就会利用反射机制去加载对应的类，并获取相应的方法。
实际的 MethodAccessor 实现有两个版本，一个是 Native 版本，一个是 Java 版本。
Native 版本一开始启动快，但是随着运行时间边长，速度变慢。Java 版本一开始加载慢，但是随着运行时间边长，速度变快。正是因为两种存在这些问题，所以第一次加载的时候我们会发现使用的是 NativeMethodAccessorImpl 的实现，而当反射调用次数超过 15 次之后，则使用MethodAccessorGenerator 生成的 MethodAccessorImpl 对象去实现反射。
Method 类的 invoke 方法整个流程可以表示成如下的时序图：

参考资料

https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1252599548343744/1264799402020448
简单讲解Java反射
Java反射机制的底层讲解