【Java】反射

反射就是在運作時才知道要操作的類是什麼，并且可以在運作時擷取類的完整構造，并調用對應的方法。

一直說反射反射，但是為什麼要反射卻不甚了解。“明明直接 <code>new</code> 一個對象就可以，為什麼還需要使用反射呢？”

反射庫

反射就是圍繞着 <code>Class</code> 對象和 <code>java.lang.reflect</code> 類庫的，就是各種的 <code>API</code> 調用。

涉及的類：

類

作用

Class

描述類的資訊

Constructor

構造器類

Method

方法類

Field

字段類

涉及的方法：

方法名

getXXX()

擷取公有的構造器、方法、屬性

getDeclaredXXX()

擷取所有的構造器、方法、屬性

掌握以下幾種差不多就入門了：

知道擷取 <code>Class</code> 對象的三種途徑；

通過 <code>Class</code> 對象建立出對象，擷取到構造器、方法、屬性；

通過反射的 <code>API</code> 修改屬性的值、調用方法。

<code>Class</code> 對象

我們肯定都碰到過類型強轉失敗（<code>ClassCastException</code>）的情況，那麼為什麼編譯時能通過，運作時卻報錯呢？<code>JVM</code> 是怎麼知道類型不比對的呢？實際上它是通過 <code>Class</code> 對象來判斷的。

<code>.java</code> 檔案經過 <code>javac</code> 指令編譯成 <code>.class</code> 檔案，當我們執行了初始化操作（ <code>new</code>、類初始化時父類也一同被初始化、反射等）後，會由類加載器（雙親委派模型）将 <code>.class</code> 檔案内容加載到方法區中，并在 <code>Java</code> 堆中建立一個 <code>java.lang.Class</code> 類的對象，這個 <code>Class</code> 對象代表着類相關的資訊。

既然說，<code>Class</code> 對象代表着類相關的資訊，那說明隻要類有什麼東西（構造器、方法、屬性），在 <code>Class</code> 對象裡都能找得到，可以在 <code>IDEA</code> 裡面檢視 <code>java.lang.Class</code> 類包含哪些方法和屬性。

擷取 <code>Class</code> 對象的三種途徑：

通過控制台列印可知：在運作期間，一個類，隻有一個 <code>Class</code> 對象産生。

三種方式的差別：

第一種，對象都有了還要反射幹什麼；

第二種，需要導入類所在的包，依賴太強，不導包就編譯錯誤；

第三種，類全限定名字元串可以作為參數傳入，也可從配置檔案（常用）中讀取。

示例

<code>JDBC</code> 的代碼（寫死）：

後來為什麼要改成下面的形式呢：

理由很簡單，我們不想修改代碼，把需要變動的内容寫進配置檔案，不香嗎？但凡有一天，我們的 <code>username</code>，<code>password</code>，<code>url</code> 甚至是資料庫都改了，我們都能夠通過修改配置的方式去實作。不需要動絲毫的代碼，改下配置就完事了，這就能提供程式的靈活性。修改代碼的風險和代價比修改配置大，即使不知道代碼的實作，都能通過修改配置來完成要做的事。

像這種通過修改配置檔案來進行動态響應的，其内部很可能就是通過反射來做的。

<code>Servlet</code> 開發是這樣擷取頁面參數的，一堆的 <code>getParameter()</code> 模闆代碼：

而 <code>Spring MVC</code> 是這樣擷取頁面參數的：

為什麼我們寫上 <code>JavaBean</code>，保持字段名與參數名相同，就能 “自動” 得到對應的值呢，其實就是通過反射來做的。

現有系統：

<code>Student</code> 類：

配置檔案 <code>Student.properties</code>：

測試類：

需求：

當我們更新這個系統，需要 <code>main()</code> 方法列印其他内容時，不需要修改 <code>Student</code> 類，新寫一個 <code>Student2</code> 的類，并将 <code>Student.properties</code> 檔案的内容修改一下就可以了。既存代碼就一點不用改動，這也符合對擴充開放、對修改關閉的開閉原則。

要替換的 <code>Student2</code> 類：

配置檔案更改為：

泛型用在編譯期，編譯過後泛型擦除（可以通過 <code>ParameterizedType</code> 擷取泛型類型）成 <code>Object</code> 或上限類型（父類類型）。是以是可以通過反射越過泛型檢查的，一般不會這樣使用，除非自己需要一些特殊的操作。

為什麼要使用反射？

通過上面幾個示例，我們可以知道為什麼要使用反射了：

提高程式的靈活性，并符合開閉原則，如 <code>JDBC</code>、通過反射運作配置檔案内容；

屏蔽掉實作的細節，更友善使用，如 <code>Spring MVC</code> 中頁面參數與 <code>JavaBean</code> 的映射。

我們寫業務代碼是用不到反射的，自己去寫元件才會用到反射。

當然，如果自定義注解的話，那麼是需要用到反射對注解做相應處理的。

參考：

java 的反射到底是有什麼用處？怎麼用？ - Java3y

Java 基礎之 — 反射（非常重要）