⭐ 题目日期：

小红书 - 2024/11/11

📝 题解：

反射是 Java 提供的一种在运行时动态获取类信息、操作类属性和方法的机制，广泛应用于框架开发、动态代理、测试工具等场景。以下是其核心概念、使用方法和实际应用：

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一、反射的核心类

1. Class 类：表示类或接口的元数据，是反射的入口。
2. Field 类：表示类的成员变量。
3. Method 类：表示类的方法。
4. Constructor 类：表示类的构造方法。

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二、获取 Class 对象的三种方式

1. 通过类名获取：

Class<?> clazz = String.class;

1. 通过对象实例获取：

String str = "Hello";
Class<?> clazz = str.getClass();

1. 通过全限定类名动态加载：

Class<?> clazz = Class.forName("java.lang.String");

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三、反射的常用操作

1. 创建对象实例

// 无参构造
Class<?> clazz = User.class;
User user = (User) clazz.newInstance();
// 有参构造
Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor(String.class, int.class);
User user = (User) constructor.newInstance("Alice", 25);

2. 调用方法

Method method = clazz.getMethod("setName", String.class);
method.invoke(user, "Bob");  // 等价于 user.setName("Bob");

3. 访问字段

Field field = clazz.getDeclaredField("age");
field.setAccessible(true);  // 突破私有权限限制
field.set(user, 30);        // 设置字段值
int age = (int) field.get(user);  // 获取字段值

4. 动态代理（基于接口）

interface Service {
    void serve();
}
Service proxy = (Service) Proxy.newProxyInstance(
    Service.class.getClassLoader(),
    new Class[]{Service.class},
    (proxyObj, method, args) -> {
        System.out.println("Before service");
        method.invoke(target, args);  // 调用实际方法
        return null;
    }
);

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四、反射的优缺点

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五、实际应用场景

1. 框架开发：
   1. Spring IOC：通过反射动态创建 Bean 并注入依赖。
   2. JUnit：反射调用测试方法。
2. 动态代理：
   1. AOP（面向切面编程）：拦截方法调用实现日志、事务管理。
3. 序列化与反序列化：
   1. Jackson/Gson：反射解析 JSON 字段到 Java 对象。
4. 插件化架构：
   1. 动态加载模块：通过 ClassLoader 加载外部 JAR 包的类。

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六、性能优化建议

1. 缓存反射对象： 将频繁使用的 Method、Field 缓存，避免重复查找。

private static final Method setNameMethod = User.class.getMethod("setName", String.class);

1. 使用 setAccessible(true) 谨慎： 仅必要时突破访问限制，避免滥用。
2. 选择替代方案：
   1. LambdaMetafactory：Java 8+ 的方法句柄（Method Handle）提升性能。
   2. 代码生成库：如 ByteBuddy、CGLIB 生成动态类。

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七、代码示例：反射实现简易依赖注入

public class SimpleContainer {
    private Map<Class<?>, Object> beans = new HashMap<>();
    public void register(Class<?> clazz) throws Exception {
        Constructor<?> constructor = clazz.getDeclaredConstructor();
        constructor.setAccessible(true);
        Object instance = constructor.newInstance();
        beans.put(clazz, instance);
    }
    public <T> T getBean(Class<T> clazz) {
        return clazz.cast(beans.get(clazz));
    }
    // 使用示例
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        SimpleContainer container = new SimpleContainer();
        container.register(UserService.class);
        UserService service = container.getBean(UserService.class);
    }
}

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八、总结

反射是 Java 动态能力的核心，适用于框架、工具和复杂业务场景，但需谨慎使用以避免性能和安全问题。掌握反射机制，能够深入理解 Java 生态中主流框架的设计原理，并灵活解决特定场景下的技术挑战。