Java知识体系之反射

Java知识体系

Java 技术之反射

反射

加载完类之后，在堆内存的方法区中就产生了一个Class类型的对象（一个类只有一个Class对象），这个对象就包含了完整的类的结构信息。我们可以通过这个对象看到类的结构。这个对象就像一面镜子，透过这个镜子看到类的结构，所以，我们形象的称之为：反射。

反射之所以被称为框架的灵魂，主要是因为它赋予了我们在运行时分析类以及执行类中方法的能力。
通过反射你可以获取任意一个类的所有属性和方法，你还可以调用这些方法和属性。

编译期和运行期

• 编译期是指把源码交给编译器编译成计算机可以执行的文件的过程。
  在 Java 中也就是把 Java 代码编成 class 文件的过程。编译期并没有把代码放在内存中运行起来，而只是把代码当成文本进行操作。
• 运行期是把编译后的文件交给计算机执行，直到程序运行结束。所谓运行期就把在磁盘中的代码放到内存中执行起来。

Java 反射机制是在运行状态中，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方法和属性；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为 Java 语言的反射机制。
简单来说，反射机制指的是程序在运行时能够获取自身的信息。在 Java 中，只要给定类的名字，就可以通过反射机制来获得类的所有信息。

哪些地方用到了反射？

• 动态代理

public class DebugInvocationHandler implements InvocationHandler {
    /**
     * 代理类中的真实对象
     */
    private final Object target;
    public DebugInvocationHandler(Object target) {
        this.target = target;
    }
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        System.out.println("before method " + method.getName());
        // 这里用到了反射！！！！！
        Object result = method.invoke(target, args);
        System.out.println("after method " + method.getName());
        return result;
    }
}

• 注解

反射的优缺点

• 优点
  
  • 在程序运行过程中可以操作类对象，增加了程序的灵活性；
  • 解耦，从而提高程序的可扩展性，提高代码的复用率，方便外部调用；
  • 对于任何一个类，当知道它的类名后，就能够知道这个类的所有属性和方法；而对于任何一个对象，都能够调用它的一个任意方法。
• 缺点
  
  • 安全问题：反射调用方法时可以忽略权限检查，获取这个类的私有方法和属性，因此可能会破坏类的封装性而导致安全问题。
  • 性能问题：Java 反射中包含了一些动态类型，JVM 无法对这些动态代码进行优化，因此通过反射来操作的方式要比正常操作效率更低。
  • 程序健壮性：反射允许代码执行一些平常不被允许的操作，破坏了程序结构的抽象性，导致平台发生变化时抽象的逻辑结构无法被识别。

反射为什么慢？

https://zhuanlan.zhihu.com/p/152635495

• 反射调用过程中会产生大量的临时对象，这些对象会占用内存，可能会导致频繁 gc，从而影响性能。
• 反射调用方法时会从方法数组中遍历查找，并且会检查可见性等操作会耗时。
• 反射在达到一定次数时，会动态编写字节码并加载到内存中，这个字节码没有经过编译器优化，也不能享受JIT优化。
• 反射一般会涉及自动装箱/拆箱和类型转换，都会带来一定的资源开销。

所以说：

• 不要在性能敏感的应用中，频繁调用反射。
• 如果反射执行的次数小于1000这个数量级，反射的耗时实际上与正常调用无太大差异。
• 反射对内存占用还有一定影响的，在内存敏感的场景下，谨慎使用反射。

获取Class对象有那几种方式？有什么区别？

https://blog.csdn.net/wo541075754/article/details/105133115

1. Object.class
   需要知道具体的类，并且能够引入类名
2. Class.forName("java.util.String")
   通过类的全路径获取Class对象
3. new Object().getClass()
   通过对象实例获取Class对象

• 方法1和方法3 都需要导入包，依赖太强，不导包就抛编译错误。
• 方法1不会执行类的初始化，也就是静态变量和静态代码块不会被执行。
• 所以，方法2才是我们经常是使用的方式

反射一次和反射多次效率一样吗？

不一样，如上所述：

反射在达到一定次数时，会动态编写字节码并加载到内存中，这个字节码没有经过编译器优化，也不能享受JIT优化。

new 关键词 和newInstance()方法的区别？

• 相同点
  都可以创建一个类的实例
• 不同点
  
  • new之前这个类可以没有加载，没有加载时则会去触发JVM去加载；newInstance()只能类被加载才能正常的运行。
  • Class的newInstance()只能调用无参的构造函数；而new可以调用所有public的构造函数。
    当然，反射的时候可以使用Constructor，可以调用所有的构造函数，包括私有的构造函数。

参考

https://javaguide.cn/java/basis/reflection.html#%E4%BD%95%E4%B8%BA%E5%8F%8D%E5%B0%84
https://www.cnblogs.com/wkfvawl/p/14806214.html
https://www.jianshu.com/p/4e2b49fa8ba1
https://blog.csdn.net/wo541075754/article/details/105133115
https://blog.csdn.net/One_hundred_nice/article/details/103607140