什么是反射？
反射是一種能夠在程序運行時動態訪問、修改某個類中任意屬性（狀態）和方法（行為）的機制（包括private實例和方法），java反射機制提供了以下幾個功能：
在運行時判斷任意一個對象所屬的類；
在運行時構造任意一個類的對象；
在運行時判斷任意一個類所具有的成員變量和方法；
在運行時調用任意一個對象的方法。
反射涉及到四個核心類：
java.lang.Class.java：類對象；
java.lang.reflect.Constructor.java：類的構造器對象；
java.lang.reflect.Method.java：類的方法對象；
java.lang.reflect.Field.java：類的屬性對象；
反射有什么用？
操作因訪問權限限制的屬性和方法；
實現自定義注解；
動態加載第三方jar包，解決android開發中方法數不能超過65536個的問題；
按需加載類，節省編譯和初始化APK的時間；
反射工作原理
當我們編寫完一個Java項目之后，每個java文件都會被編譯成一個.class文件，這些Class對象承載了這個類的所有信息，包括父類、接口、構造函數、方法、屬性等，這些class文件在程序運行時會被ClassLoader加載到虛擬機中。當一個類被加載以后，Java虛擬機就會在內存中自動產生一個Class對象。我們通過new的形式創建對象實際上就是通過這些Class來創建，只是這個過程對于我們是不透明的而已。
反射的工作原理就是借助Class.java、Constructor.java、Method.java、Field.java這四個類在程序運行時動態訪問和修改任何類的行為和狀態。
反射實例
分別演示三種獲取類信息的方式、獲取當前類的所有方法和獲取當前類及其父類的所有方法、獲取當前類的所有實例和獲取當前類及其父類的所有實例、獲取父類信息、獲取接口信息、比較反射方法和實例的性能差異等幾個方面：
- 示例類：
父類Personon.java：
package com.eebbk.reflectdemo;
public class Person{
String mName;
String mSex;
public int mAge;
public Person(String aName, String aSex, int aAge) {
mName = aName;
mSex = aSex;
mAge = aAge;
}
public int getmAge(){
return mAge;
}
public void setmAge(int mAge){
this.mAge = mAge;
}
public String getmName(){
return mName;
}
public void setmName(String mName){
this.mName = mName;
}
public String getmSex(){
return mSex;
}
public void setmSex(String mSex){
this.mSex = mSex;
}
private String getDescription(){
return "黃種人";
}
}
接口ICompany.java：
package com.eebbk.reflectdemo;
public interface ICompany{
String getCompany();
}
子類ProgramMonkey.java：
package com.eebbk.reflectdemo;
public class ProgramMonkey extends Person implements ICompany{
String mLanguage = "C#";
String mCompany = "BBK";
public ProgramMonkey(String aName, String aSex, int aAge){
super(aName, aSex, aAge);
}
public ProgramMonkey(String language, String company, String aName, String aSex, int aAge){
super(aName, aSex, aAge);
mLanguage = language;
mCompany = company;
}
public String getmLanguage(){
return mLanguage;
}
public void setmLanguage(String mLanguage){
this.mLanguage = mLanguage;
}
private int getSalaryPerMonth(){
return 12306;
}
@Override
public String getCompany(){
return mCompany;
}
}
示例類ReflectActivity.java：
public class ReflectActivity extends Activity{
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState){
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_reflect_layout);
}
public void onClick(View v){
switch(v.getId()){
case R.id.getClassObjectBtnId:{
getClassObject();
}
break;
case R.id.getMethodInfoBtnId:{
getMethodInfo();
}
break;
case R.id.getFieldInfoBtnId:{
getFieldInfo();
}
break;
case R.id.getSuperClassInfoBtnId:{
getSuperClass();
}
break;
case R.id.getInterfaceInfoBtnId:{
getInterfaces();
}
break;
case R.id.compareMethodAndFieldBtnId:{
compareCallMethodAndField();
}
break;
default:{
}
break;
}
}
private void getClassObject(){
Class<?> classObject = null;
classObject = getClassObject_1();
LogE("classObject_1 name : " + classObject.getName());
classObject = getClassObject_2();
LogE("classObject_2 name : " + classObject.getName());
classObject = getClassObject_3();
LogE("classObject_3 name : " + classObject.getName());
}
private void getMethodInfo(){
getAllMethods();
getCurrentClassMethods();
}
private void getFieldInfo(){
getAllFields();
getCurrentClassFields();
}
private void getSuperClass(){
ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12);
Class<?> superClass = programMonkey.getClass().getSuperclass();
while (superClass != null) {
LogE("programMonkey's super class is : " + superClass.getName());
// 再獲取父類的上一層父類，直到最后的 Object 類，Object 的父類為 null
superClass = superClass.getSuperclass();
}
}
private void getInterfaces() {
ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12);
Class<?>[] interfaceses = programMonkey.getClass().getInterfaces();
for (Class<?> class1 : interfaceses) {
LogE("programMonkey's interface is : " + class1.getName());
}
}
private void compareCallMethodAndField(){
long callMethodCostTime = getCallMethodCostTime(10000);
LogE("callMethodCostTime == " + callMethodCostTime);
long callFieldCostTime = getCallFieldCostTime(10000);
LogE("callFieldCostTime == " + callFieldCostTime);
}
private long getCallMethodCostTime(int count){
long startTime = System.currentTimeMillis();
for(int index = 0 ; index < count; index++){
ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12);
try{
Method setmLanguageMethod = programMonkey.getClass().getMethod("setmLanguage", String.class);
setmLanguageMethod.setAccessible(true);
setmLanguageMethod.invoke(programMonkey, "Java");
}catch(IllegalAccessException e){
e.printStackTrace();
}catch(InvocationTargetException e){
e.printStackTrace();
}catch(NoSuchMethodException e){
e.printStackTrace();
}
}
return System.currentTimeMillis()-startTime;
}
private long getCallFieldCostTime(int count){
long startTime = System.currentTimeMillis();
for(int index = 0 ; index < count; index++){
ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12);
try{
Field ageField = programMonkey.getClass().getDeclaredField("mLanguage");
ageField.set(programMonkey, "Java");
}catch(NoSuchFieldException e){
e.printStackTrace();
}catch(IllegalAccessException e){
e.printStackTrace();
}
}
return System.currentTimeMillis()-startTime;
}
/**
* 獲取當前類中的方法
*
* */
private void getCurrentClassMethods() {
ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12);
Method[] methods = programMonkey.getClass().getDeclaredMethods();
for (Method method : methods) {
LogE("declared method name : " + method.getName());
}
try {
Method getSalaryPerMonthMethod = programMonkey.getClass().getDeclaredMethod("getSalaryPerMonth");
getSalaryPerMonthMethod.setAccessible(true);
// 獲取返回類型
Class<?> returnType = getSalaryPerMonthMethod.getReturnType();
LogE("getSalaryPerMonth 方法的返回類型 : " + returnType.getName());
// 獲取方法的參數類型列表
Class<?>[] paramClasses = getSalaryPerMonthMethod.getParameterTypes() ;
for (Class<?> class1 : paramClasses) {
LogE("getSalaryPerMonth 方法的參數類型 : " + class1.getName());
}
// 是否是 private 函數，屬性是否是 private 也可以使用這種方式判斷
LogE(getSalaryPerMonthMethod.getName() + " is private " + Modifier.isPrivate(getSalaryPerMonthMethod.getModifiers()));
// 執行方法
Object result = getSalaryPerMonthMethod.invoke(programMonkey);
LogE("getSalaryPerMonth 方法的返回結果: " + result);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 獲取當前類和父類的所有方法
*
* */
private void getAllMethods() {
ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12);
// 獲取當前類和父類的所有方法
Method[] methods = programMonkey.getClass().getMethods();
for (Method method : methods) {
LogE("method name : " + method.getName());
}
try {
Method setmLanguageMethod = programMonkey.getClass().getMethod("setmLanguage", String.class);
setmLanguageMethod.setAccessible(true);
// 獲取返回類型
Class<?> returnType = setmLanguageMethod.getReturnType();
LogE("setmLanguage 方法的返回類型 : " + returnType.getName());
// 獲取方法的參數類型列表
Class<?>[] paramClasses = setmLanguageMethod.getParameterTypes() ;
for (Class<?> class1 : paramClasses) {
LogE("setmLanguage 方法的參數類型 : " + class1.getName());
}
// 是否是 private 函數，屬性是否是 private 也可以使用這種方式判斷
LogE(setmLanguageMethod.getName() + " is private " + Modifier.isPrivate(setmLanguageMethod.getModifiers()));
// 執行方法
Object result = setmLanguageMethod.invoke(programMonkey, "Java");
LogE("setmLanguage 方法的返回結果: " + result);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
private Class<?> getClassObject_1(){
return ProgramMonkey.class;
}
private Class<?> getClassObject_2(){
ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12);
return programMonkey.getClass();
}
private Class<?> getClassObject_3(){
try{
return Class.forName("com.eebbk.reflectdemo.ProgramMonkey");
}catch(ClassNotFoundException e){
e.printStackTrace();
}
return null;
}
/**
* 得到當前類的所有實例
*
* */
private void getCurrentClassFields() {
ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12);
// 獲取當前類的所有屬性
Field[] publicFields = programMonkey.getClass().getDeclaredFields();
for (Field field : publicFields) {
LogE("declared field name : " + field.getName());
}
try {
// 獲取當前類的某個屬性
Field ageField = programMonkey.getClass().getDeclaredField("mAge");
// 獲取屬性值
LogE(" my age is : " + ageField.getInt(programMonkey));
// 設置屬性值
ageField.set(programMonkey, 10);
LogE(" my age is : " + ageField.getInt(programMonkey));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 得到當前類及其父類的所有實例
*
* */
private void getAllFields() {
ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12);
// 獲取當前類和父類的所有屬性
Field[] publicFields = programMonkey.getClass().getFields();
for (Field field : publicFields) {
LogE("field name : " + field.getName());
}
try {
// 獲取當前類和父類的某個屬性
Field ageField = programMonkey.getClass().getField("mAge");
LogE(" age is : " + ageField.getInt(programMonkey));
ageField.set(programMonkey, 8);
LogE(" my age is : " + ageField.getInt(programMonkey));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
private void LogE(String msg){
Log.e("Reflection", "============== " + msg);
}
}
- 演示結果：
三種獲取類信息的方式：
三種獲取類信息的方式
獲取當前類的方法、獲取當前類和父類的所有方法：
獲取當前類的方法、獲取當前類和父類的所有方法
獲取當前類的所有實例、獲取當前類和父類的所有實例：
獲取當前類的所有實例、獲取當前類和父類的所有實例
獲取父類信息：
獲取父類信息
獲取接口信息：
獲取接口信息
比較反射方法和實例的性能差異：
比較反射方法和實例的性能差異
通過上面的示例可以發現，通過反射能夠完成之前所描述的事情，并且反射方法比反射實例要慢很多。
反射的特點
優點
- 靈活、自由度高：不受類的訪問權限限制，想對類做啥就做啥；
缺點
性能問題：通過反射訪問、修改類的屬性和方法時會遠慢于直接操作，但性能問題的嚴重程度取決于在程序中是如何使用反射的。如果使用得很少，不是很頻繁，性能將不會是什么問題；
安全性問題：反射可以隨意訪問和修改類的所有狀態和行為，破壞了類的封裝性，如果不熟悉被反射類的實現原理，隨意修改可能導致潛在的邏輯問題；
兼容性問題：因為反射會涉及到直接訪問類的方法名和實例名，不同版本的API如果有變動，反射時找不到對應的屬性和方法時會報異常；
說明
通過反射訪問方法比實例慢很多；
有用到反射的類不能被混淆；
反射存在性能問題，但使用不頻繁、按需使用時，對程序性能影響并不大；
反射存在安全性問題，因為可以隨意修改類的所有狀態和行為（包括private方法和實例）；
使用反射訪問Android的API時需要注意因為不同API版本導致的兼容性問題；
