Java反射（Reflection）

1. 反射的概念

反射是 Java 的一个强大特性，允许程序在运行时获取类的信息并动态地操作类的对象。通过反射，程序能够在运行时发现类的方法、字段、构造器等，并能动态调用它们，甚至能在运行时修改类的结构。

2. 反射的常见应用

反射机制的应用非常广泛，尤其在以下几个方面尤为重要：

动态代理：通过反射机制实现接口的动态代理。
框架设计：许多框架（如 Spring、Hibernate）都依赖反射来实现依赖注入、对象映射等功能。
序列化和反序列化：反射可用于在对象与数据的持久化之间进行转换。

3. Java反射的基本操作

在 Java 中，反射操作的核心类是 Class、Method、Field 和 Constructor。我们可以通过这些类来获取类的信息以及动态操作类。

3.1 获取 Class 对象

在 Java 中，Class 类是反射的核心，它代表了一个类的元数据。可以通过以下几种方式获取 Class 对象：

Class.forName(String className)：通过类名获取类的 Class 对象。
SomeClass.class：通过类字面量获取类的 Class 对象。
object.getClass()：通过对象获取类的 Class 对象。

3.2 获取构造方法、字段和方法

通过 Class 对象，我们可以获取该类的构造方法、字段和方法。

getConstructor()：获取公有的构造方法。
getDeclaredConstructor()：获取所有的构造方法（包括私有的）。
getField()：获取公有字段。
getDeclaredField()：获取所有字段（包括私有字段）。
getMethod()：获取公有方法。
getDeclaredMethod()：获取所有方法（包括私有方法）。

3.3 动态调用方法和修改字段值

通过反射，我们可以动态地调用方法、获取字段值、修改字段值：

Method.invoke()：调用方法。
Field.get()：获取字段值。
Field.set()：修改字段值。

4. 反射的代码案例

4.1 获取 Class 对象的基本操作

public class ReflectionDemo {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        // 通过类名获取 Class 对象
        Class<?> clazz1 = Class.forName("java.util.ArrayList");
        System.out.println("Class name: " + clazz1.getName()); // 输出类名

        // 通过类字面量获取 Class 对象
        Class<?> clazz2 = ArrayList.class;
        System.out.println("Class name: " + clazz2.getName());

        // 通过对象获取 Class 对象
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        Class<?> clazz3 = list.getClass();
        System.out.println("Class name: " + clazz3.getName());
    }
}

中文注释说明：

Class.forName()：通过指定类的全名（包括包名）来获取 Class 对象。
ArrayList.class：直接通过类字面量获取 Class 对象。
list.getClass()：通过对象调用 getClass() 获取 Class 对象。

4.2 获取构造方法、字段和方法

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;

public class ReflectionDemo {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 获取 Person 类的 Class 对象
        Class<?> clazz = Person.class;

        // 获取所有的构造方法
        Constructor<?>[] constructors = clazz.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor<?> constructor : constructors) {
            System.out.println("Constructor: " + constructor.getName());
        }

        // 获取字段
        Field field = clazz.getDeclaredField("name");
        System.out.println("Field: " + field.getName());

        // 获取方法
        Method method = clazz.getDeclaredMethod("setName", String.class);
        System.out.println("Method: " + method.getName());
    }
}

class Person {
    private String name;

    public Person() {}

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

中文注释说明：

getDeclaredConstructors()：获取所有的构造方法，包括私有的构造方法。
getDeclaredField()：获取指定名称的字段。
getDeclaredMethod()：获取指定方法名和参数类型的方法。

4.3 动态调用方法和修改字段值

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;

public class ReflectionDemo {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建 Person 对象
        Person person = new Person("John");

        // 动态调用 getName 方法
        Method getNameMethod = person.getClass().getDeclaredMethod("getName");
        String name = (String) getNameMethod.invoke(person);
        System.out.println("Name: " + name);

        // 动态修改 name 字段
        Field nameField = person.getClass().getDeclaredField("name");
        nameField.setAccessible(true); // 取消访问权限检查
        nameField.set(person, "Alice");
        System.out.println("Updated Name: " + person.getName());
    }
}

class Person {
    private String name;

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }
}

中文注释说明：