Java 反射原理与应用

一、什么是 Java 反射？

反射（Reflection）是 Java 提供的一种强大机制，允许程序在运行时动态加载类、创建对象、访问属性和调用方法。这使得 Java 拥有更强的灵活性和扩展能力。

反射的核心类都在 java.lang.reflect 包中，包括：

Class<?>：类的字节码对象
Field：成员变量
Method：类的方法
Constructor：构造方法

二、反射的基本使用

1. 获取 `Class` 对象的三种方式

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Class<?> clazz1 = Class.forName("com.example.User"); // 推荐（可动态加载）
Class<?> clazz2 = User.class;                        // 编译时已知类
Class<?> clazz3 = new User().getClass();             // 运行时获取

2. 创建对象实例

1	Object obj = clazz1.newInstance(); // 类必须有无参构造器

或者使用构造函数：

1 2	Constructor<?> cons = clazz1.getConstructor(); Object obj2 = cons.newInstance();

3. 获取并设置属性

Field nameField = clazz1.getDeclaredField("name");
nameField.setAccessible(true); // 可访问私有字段
nameField.set(obj, "张三");
System.out.println(nameField.get(obj)); // 输出：张三

4. 获取并调用方法

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Method method = clazz1.getMethod("sayHello", String.class);
Object result = method.invoke(obj, "反射");
System.out.println(result);

三、实际场景中的反射应用

✅ 1. 动态类加载（如 JDBC Driver）

1	Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");

JDBC 在运行时加载数据库驱动类，支持多个数据库。

✅ 2. Spring IOC 容器依赖注入

Spring 底层通过反射动态创建 Bean、设置属性、注入依赖。

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Field f = bean.getClass().getDeclaredField("repository");
f.setAccessible(true);
f.set(bean, repositoryBean);

✅ 3. 动态代理与 AOP 实现

Spring AOP、MyBatis Mapper、Dubbo 接口代理都基于反射+动态代理。

1 2	Method method = proxyMethod; Object returnValue = method.invoke(realTarget, args);

四、进阶操作

1. 获取所有字段 / 方法 / 构造器

for (Field f : clazz1.getDeclaredFields()) {
    System.out.println(f.getName());
}

for (Method m : clazz1.getDeclaredMethods()) {
    System.out.println(m.getName());
}

2. 修改私有 final 字段（不推荐）

Field f = clazz1.getDeclaredField("CONSTANT");
f.setAccessible(true);
Field modifiers = Field.class.getDeclaredField("modifiers");
modifiers.setAccessible(true);
modifiers.setInt(f, f.getModifiers() & ~Modifier.FINAL);
f.set(null, "newValue");

五、反射的性能与风险

性能开销大？

是的，反射操作绕过了 JVM 的正常编译优化路径，但 Java 7 之后已经进行了不少优化；如果大量频繁使用，建议：

使用缓存：Map<String, Method> 缓存反射对象
避免在核心循环中反射调用

安全性低？

反射突破了访问控制符，会绕过 private、protected，因此：

使用反射时应确保上下文可信
不推荐用在客户端暴露逻辑（可被恶意篡改）

六、最佳实践建议

场景	是否适合使用反射
框架开发	✅ 推荐，封装逻辑灵活
数据驱动配置	✅ 如 JSON 转对象
高性能要求	❌ 慎用，建议编译时注解
普通业务逻辑	❌ 建议明确类调用