Java进阶

反射

Catalogue   
  1. 1. API
    1. 1.1. 获取Class对象
    2. 1.2. 创建对象
    3. 1.3. 获取属性、方法
  2. 2. 性能分析
  3. 3. 参考

反射（Reflection）的作用：

  • 反射让开发人员可以通过外部类的全路径名创建对象，并使用这些类，实现一些扩展的功能。
  • 反射让开发人员可以枚举出类的全部成员，包括构造函数、属性、方法。以帮助开发者写出正确的代码。
  • 测试时可以利用反射API访问类的私有成员，以保证测试代码覆盖率。

API

获取Class对象

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//获取Class的方法

Class clz = Class.forName("java.lang.String");

Class clz = String.class;

String str = new String("Hello");
Class clz = str.getClass();

创建对象

如果默认无参构造函数是public，则可以直接使用class.newInstance()，而如果没有，则需要使用getDeclaredConstructor。

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class Rectangle {
    public int x;
    public int y;
}

class User {
    private String name;
    private int age;

    public User(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

public class TestPerformance {

    public static void main(String[] args) throws InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
    
        Class c1 = Rectangle.class;
        c1.newInstance();
        
        Class user = User.class;
        //需要填充参数
        user.getDeclaredConstructor(String.class, int.class).newInstance("zhangsan", 19);
    }

}

获取属性、方法

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//获取方法
Method[] methods = user.getDeclaredMethods();
for (Method method : methods) {
    System.out.println(method.getName());
}

//获取属性
Field[] fields = user.getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
    System.out.println(field.getName());
}

//调用方法
User user1 = new User("lisi", 20);
Method method = user1.getClass().getMethod("setAge", int.class);
method.setAccessible(true); //如果是私有方法，需要执行这样语句
method.invoke(user1, 88);
System.out.println(user1);

这里需要注意的是，getDeclaredFields方法可以拿到私有属性，而getFields不行。

性能分析

虽然反射功能很强大，但在使用过程中要注意效率问题。因为：

  • 因为接口的通用性，Java的invoke方法是传object和object[]数组的。基本类型参数需要装箱和拆箱，产生大量额外的对象和内存开销，频繁促发GC。
  • 编译器难以对动态调用的代码提前做优化，比如方法内联。
  • 反射需要按名检索类和方法，有一定的时间开销。

我们可以进行简单的测试：

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Class c1 = User.class;
long duration = 0;
duration = System.currentTimeMillis();
for(int i=0; i<999999999;i++) {
    c1.newInstance();
}
long current  = System.currentTimeMillis();
System.out.println(current - duration);

for(int i=0; i<999999999;i++) {
    new User("zhangsan", 20);
}
System.out.println(System.currentTimeMillis() - current);

以上代码的输出结果，两者差距有近千倍！！！

参考