反射？

反射（Reflection） 是Java语言的一个特性，它允许程序在 运行时(runtime) 动态分析、检查和修改类、对象、方法、字段等的能力。它突破了传统代码的静态限制，允许程序在运行期间 自省（introspect） 和 动态操作。

核心思想: 将类的结构（方法、字段、构造函数等）映射为Java对象，通过API直接操作。

类对象是何时产生的？: 在类加载时产生的。在Java程序启动时，JVM会加载所需的类，并为每个类创建一个Class对象，这个对象包含了该类的所有结构信息，可以通过反射机制获取。

反射机制 是Java被视为动态语言的关键特性之一。
自省（Introspection） 指的是程序在运行时检查自身类型信息的能力

反射流程图

核心原理

Java反射的核心原理基于JVM的类加载机制和Java的类型系统:

类加载机制: 当Java程序运行时，JVM会加载所需的类，并为每个类创建一个Class对象，这个对象包含了该类的所有结构信息。
Class对象: 每个类在JVM中都有且只有一个对应的Class对象，这个对象是反射的入口点。
运行时类型信息(RTTI): Java在运行时保留了对象的类型信息，这使得反射成为可能。

核心API

Java反射的核心类位于 java.lang.reflect 包中，关键API包括:

类/接口	作用
`java.lang.Class`	表示一个类或接口的特性，如名称、字段、方法等
`java.lang.reflect.Field`	提供了类或接口的单个字段的信息和动态访问
`java.lang.reflect.Method`	提供了类或接口上单个方法的信息和访问权限
`java.lang.reflect.Constructor`	提供了类的单个构造函数的信息和访问权限
`java.lang.reflect.Array`	提供了动态创建和访问 Java 数组的静态方法
`java.lang.reflect.Modifier`	提供了静态方法和常量，用于解码类和成员访问修改器

典型场景

框架开发
- Spring的依赖注入（IoC）、MyBatis的ORM映射。
动态代理
- 结合InvocationHandler实现AOP（如日志、事务）。
序列化与反序列化
- 如Jackson/GSON通过反射读取字段生成JSON。
IDE和调试工具
- 代码自动提示、对象属性查看。
测试框架
- JUnit通过反射调用测试方法。

核心操作步骤

获取类的`Class`对象

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// 方式1: 通过类名.class
Class<?> clazz = String.class;

// 方式2: 通过对象.getClass()
String str = "Hello";
Class<?> clazz = str.getClass();

// 方式3: 通过Class.forName()（最常用）
Class<?> clazz = Class.forName("java.lang.String");

// 方式4: 调用类的加载器
ClassLoader cl = this.getClass().getClassLoader();
Class<?> clazz = cl.loadClass("java.lang.String");

操作构造函数: 动态创建对象

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// 获取无参构造器并创建对象
Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor();
Object instance = constructor.newInstance();

// 获取有参构造器（例如: String的byte[]构造器）
Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor(byte[].class);
Object instance = constructor.newInstance(new byte[]{65, 66});

getXXX() 和 getDeclaredXXX() 的区别

方法	访问范围	是否包含私有成员	是否包含继承成员
`getXXX()`	仅返回 public 成员	❌ 不包含	✅ 包含父类的 `public` 成员
`getDeclaredXXX()`	返回所有权限的成员（public/protected/private/default）	✅ 包含	❌ 仅限当前类

getXXX() 和 getDeclaredXXX() 的使用场景对比

场景	推荐方法
获取公共 API（如框架调用）	`getXXX()`
访问私有成员（如测试、破解单例）	`getDeclaredXXX()` + `setAccessible(true)`
需要继承的成员	`getXXX()`
仅操作当前类成员	`getDeclaredXXX()`

注意事项

继承关系：
- getXXX() 会查找父类的 public 成员。
- getDeclaredXXX() 仅限当前类，不检查父类。
访问私有成员：
- 通过 getDeclaredXXX() 获取私有成员后，需调用 setAccessible(true) 解除访问限制。
性能影响：
- 反射操作比直接调用慢，必要时可缓存 Method/Field 对象。
模块化系统（Java 9+）：
- 如果类在模块中，需在 module-info.java 中开放权限（opens）才能反射访问非 public 成员。

java.lang.reflect.Member

操作方法: 动态调用

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// 获取方法（例如: String的substring方法）
Method method = clazz.getMethod("substring", int.class, int.class);

// 调用方法（对某个实例执行）
Object result = method.invoke("Reflection", 2, 5);  // 输出 "fle"

`Method.invoke()` 的返回值规则

result 的可能情况：

被调用方法的返回类型	`invoke()` 返回的 `result` 类型	示例
有返回值的方法	返回 `Object`（实际为方法返回值）	`String.substring()` → `String`
返回 `void` 的方法	返回 `null`	`List.clear()` → `null`
基本类型（如 `int`）	自动装箱为包装类（如 `Integer`）	`String.length()` → `Integer`
静态方法	正常返回（`obj` 参数传 `null`）	`Math.max()` → `Integer`
方法抛出异常	封装成 `InvocationTargetException`	-

为什么返回 `Object` 而不是具体类型？

反射的通用性：Method.invoke() 需要适配任意方法签名，Object 是所有类型的超类。
类型安全：由开发者自行处理强制转型（编译器无法检查反射调用的返回类型）。

操作字段: 动态读写属性

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// 获取字段（例如: Integer的MAX_VALUE）
Field field = Integer.class.getDeclaredField("MAX_VALUE");

// 读取字段值（静态字段可传null）
int max = (int) field.get(null);  // 输出2147483647

// 修改字段值（需注意final字段可能抛出异常）
field.setAccessible(true);  // 突破private限制（慎用！）
field.set(null, 100);       // 危险操作！可能破坏程序逻辑。

优缺点

优点

动态性: 允许在运行时动态地获取和操作类的信息，而不需要在编译时知道类的具体细节
灵活性: 可以通过类名字符串来创建对象实例，可以在运行时动态调用方法和字段，以及访问和修改私有成员
扩展性: 可以用于实现一些高级功能，如动态代理、注解处理、依赖注入等

缺点

性能开销: 反射操作通常比直接调用慢，因为它需要在运行时获取和操作类的信息，需要额外的处理开销
安全问题: 反射可以访问和修改私有成员，这可能导致安全隐患和程序逻辑错误
复杂性: 使用反射可能会使代码变得复杂和难以理解，增加了维护成本

为什么会慢？

动态类型解析: 反射需要在运行时解析类和方法的信息，这使得编译器无法对这些代码进行优化。相比之下，直接调用方法或构造函数可以在编译时进行静态绑定和优化。
方法查找和验证: 通过反射调用方法时，Java 需要查找方法并进行可见性检查，这增加了额外的开销。
安全性检查: 反射允许访问和修改私有字段和方法，JVM 为了保证安全性，需要在反射操作时进行额外的检查，增加了性能开销。
JIT 编译优化限制: 由于反射操作的动态性，JIT 编译器无法对其进行内联等优化，导致性能低于直接调用。