Java 在运行时识别对象和类的信息，主要有两种方式：一种是传统的RTTI(Run-Time Type Identification)，它假定在编译时已经知道了所有的类型信息；另一种是反射机制，它允许在运行时发现和使用类的信息。使用的前提条件：必须先得到目标类的字节码的 Class，Class 类用于表示.class文件(字节码)
一、反射的概述
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一个方法和属性。这种动态获取信息以及动态调用对象的方法的功能称为 Java 的反射机制。
要想解剖一个类，必须先要获取到该类的字节码文件对象。而解剖使用的就是 Class 类中的方法。所以先要获取到每一个字节码文件对应的 Class 类型的对象。反射就是把 Java 类中的各种成分映射成一个个的 Java 对象。
二、反射的理解
什么是反射？反射就是在运行时才知道要操作的类是什么，并且可以在运行时获取类的完整构造，并调用对应的方法。
一般，使用某个类时必定知道它是什么类，是用来做什么的。于是直接对这个类进行实例化，之后使用这个类对象进行操作。如：
Phone phone = new Phone(); //直接初始化「正射」
phone.setPrice(4);
如此进行类对象的初始化，可以理解为「正」。而反射则是一开始并不知道要初始化的类对象是什么，自然也无法使用 new 关键字来创建对象了。这时候，使用 JDK 提供的反射 API 进行反射调用：
Class clz = Class.forName("com.xxp.reflect.Phone");
Method method = clz.getMethod("setPrice", int.class);
Constructor constructor = clz.getConstructor();
Object object = constructor.newInstance();
method.invoke(object, 4);
上面两段代码的执行结果完全一样。但是思路完全不一样，第一段代码在未运行时就已经确定了要运行的类(Phone)，而第二段代码则是在运行时通过字符串值才得知要运行的类(com.xxp.reflect.Phone)。完整代码如下：
public class Phone {
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
Phone phone = new Phone();
phone.setPrice(5000);
System.out.println("Phone Price:" + phone.getPrice());
//使用反射调用
Class clz = Class.forName("com.xxp.api.Phone");
Method setPriceMethod = clz.getMethod("setPrice", int.class);
Constructor phoneConstructor = clz.getConstructor();
Object phoneObj = phoneConstructor.newInstance();
setPriceMethod.invoke(phoneObj, 6000);
Method getPriceMethod = clz.getMethod("getPrice");
System.out.println("Phone Price:" + getPriceMethod.invoke(phoneObj));
}
}
代码中使用反射调用了 setPrice()，并传递了 6000 的值。之后使用反射调用了 getPrice()，输出其价格。输出结果：
Phone Price:5000
Phone Price:6000
小结：一般使用反射获取一个对象的步骤：
//获取类的 Class 对象实例
Class clz = Class.forName("com.xxp.api.Phone");
//根据 Class 对象实例获取 Constructor 对象
Constructor phoneConstructor = clz.getConstructor();
//使用 Constructor 对象的 newInstance() 获取反射类对象
Object phoneObj = phoneConstructor.newInstance();
如果要调用某一个方法，则需要经过下面的步骤：
//获取方法的 Method 对象
Method setPriceMethod = clz.getMethod("setPrice", int.class);
//利用 invoke 调用方法
setPriceMethod.invoke(phoneObj, 6000);
三、反射的常用API
在 JDK 中，反射相关的 API 可分为：获取反射的 Class 对象、通过反射创建类对象、通过反射获取类属性方法及构造器。反射常用 API：
1️⃣获取反射中的 Class 对象
在反射中，要获取一个类或调用一个类的方法，首先需要获取到该类的 Class 对象。在 Java API 中，获取 Class 类对象有三种方法：
- 【调用 Class 的 Class.forName 静态方法】当知道某类的全路径名时，可以使用此方法获取 Class 类对象。用的最多，但可能抛出 ClassNotFoundException 异常。
Class c1 = Class.forName(“java.lang.String”);
- 【调用运行时类的属性
类名.class】该方法最为安全可靠，程序性能更高。这说明任何一个类都有一个隐含的静态成员变量 class。这种方法只适合在编译前就知道操作的 Class。
Class c2 = String.class;
- 【通过运行时类的对象调用 getClass()】通常应用在：比如传过来一个 Object 类型的对象，而不知道具体是什么类，用这种方法。
String str = new String("Hello");
Class c3 = str.getClass();
- 【使用类的加载器 ClassLoader】(了解)
ClassLoader classLoader = Phone.class.getClassLoader();
Class c4 = classLoader.loadClass("com.xxp.api.Phone");
注意：一个类在 JVM 中只会有一个 Class 实例，即对上面获取的c1、c2、c3和c4进行 equals 或者双等于比较，发现都是 true。是单例的。
2️⃣通过反射创建类对象
通过反射创建类对象主要有两种方式：通过 Class 对象的 newInstance()、通过 Constructor 对象的 newInstance()。
- 通过 Class 对象的 newInstance()。
Class clz = Phone.class;
Phone phone = (Phone)clz.newInstance();
- 通过 Constructor 对象的 newInstance()
Class clz = Phone.class;
Constructor constructor = clz.getConstructor();
Phone phone= (Phone)constructor.newInstance();
通过 Constructor 对象创建类对象可以选择特定构造方法，而通过 Class 对象则只能使用默认的无参数构造方法。下面的代码就调用了一个有参数的构造方法进行了类对象的初始化。
Class clz = Phone.class;
Constructor constructor = clz.getConstructor(String.class, int.class);
Phone phone = (Phone)constructor.newInstance("华为",6666);
3️⃣通过反射获取类属性、方法、构造器
通过 Class 对象的 getFields() 可以获取 Class 类的属性，但无法获取私有属性。
Class clz = Phone.class;
Field[] fields = clz.getFields();
for (Field field : fields) {
System.out.println(field.getName());
}
输出结果是：
price
而如果使用 Class 对象的 getDeclaredFields() 则可以获取包括私有属性在内的所有属性：
Class clz = Phone.class;
Field[] fields = clz.getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
System.out.println(field.getName());
}
输出结果是：
name
price
与获取类属性一样，当获取类方法、类构造器时，如果要获取私有方法或私有构造器，则必须使用有 declared 关键字的方法。
附：查阅 API 可以看到 Class 有很多方法：
getName()：获得类的完整名字。
getFields()：获得类的public类型的属性。
getDeclaredFields()：获得类的所有属性。包括private 声明的和继承类
getMethods()：获得类的public类型的方法。
getDeclaredMethods()：获得类的所有方法。包括private 声明的和继承类
getMethod(String name, Class[] parameterTypes)：获得类的特定方法，name参数指定方法的名字，parameterTypes 参数指定方法的参数类型。
getConstructors()：获得类的public类型的构造方法。
getConstructor(Class[] parameterTypes)：获得类的特定构造方法，parameterTypes 参数指定构造方法的参数类型。
newInstance()：通过类的不带参数的构造方法创建这个类的一个对象。
四、反射源码解析
在 Web 项目中偶尔会遇到下面的异常：
java.lang.NullPointerException
...
sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:369)
可以看到异常堆栈指出了异常在 Method 的第 369 的 invoke 方法中，其实这里指的 invoke 方法就是反射调用方法中的 invoke。
Method method = clz.getMethod("setPrice", int.class);
method.invoke(object, 6); //就是这里的invoke方法
例如经常使用的 Spring 配置中，经常会有相关 Bean 的配置：
<bean class="com.xxp.Phone"></bean>
当在 XML 文件中配置了上面这段配置之后，Spring 便会在启动的时候利用反射去加载对应的 Phone类。而当 Apple 类不存在或发生启发异常时，异常堆栈便会将异常指向调用的 invoke 方法。由此可知，很多框架都使用了反射，而反射中最重要的就是 Method 类的 invoke 方法了。
五、反射总结
反射机制允许程序在运行时取得任何一个已知名称的 class 的内部信息，包括包括其 modifiers(修饰符)，fields(属性)，methods(方法)等，并可于运行时改变 fields 内容或调用 methods。由此便可以更灵活的编写代码，代码可以在运行时装配，无需在组件之间进行源代码链接，降低代码的耦合度；还有动态代理的实现；JDBC原生代码注册驱动；hibernate 的实体类；Spring的AOP 等等。但是凡事都有两面性，反射使用不当会造成很高的资源消耗。
六、new对象和反射得到对象的区别
- 在使用反射的时候，必须确保这个类已经加载并已经连接了。使用 new 的时候，这个类可以没有被加载，也可以已经被加载。
- new 关键字可以调用任何 public 构造方法。反射可以调用特定构造方法，甚至私有方法。
- new 关键字是强类型的，效率相对较高。 反射是弱类型的，效率低。
- 反射提供了一种更加灵活的方式创建对象，得到对象的信息。如 Spring 中 AOP 等的使用，动态代理的使用，都是基于反射的。解耦。
七、哪些类型可以有Class对象？
// 哪些类型可以有Class对象？
// 所有类型的Class
public class ClassDemo {
public static void main(String[] args) {
Class c1 = Object.class; //类
Class c2 = Comparable.class; //接口
Class c3 = String[].class; //一维数组
Class c4 = int[][].class; //二维数组
Class c5 = Override.class; //注解
Class c6 = ElementType.class; //枚举
Class c7 = Integer.class; //基本数据类型
Class c8 = void.class; //空类型
Class c9 = Class.class; // Class本身
System.out.println(c1);
System.out.println(c2);
System.out.println(c3);
System.out.println(c4);
System.out.println(c5);
System.out.println(c6);
System.out.println(c7);
System.out.println(c8);
System.out.println(c9);
//只要元素类型与维度一样，就是同一个Class
//同一个元素同一个类只有一个Class对象
//一个类只有一个Class对象
int[] a = new int[10];
int[] b = new int[100];
System.out.println(a.getClass().hashCode());
System.out.println(b.getClass().hashCode());
}
}
