说一说Java反射机制的应用场景

  • 反射的优势和劣势
  • 反射的应用场景
  • JDBC的数据库连接
  • Spring框架的使用



背景:


实体类中的set方法涉及到了业务逻辑，因此在给对象赋值的过程中不能使用set方法，为了实现功能，采用了反射的机制给对象属性赋值。因此下面分为两点对反射机制进行分析：

  • 反射的优势和劣势
  • 反射的应用场景

反射的优势和劣势

实际上，反射机制就是上帝模式。如果说方法的调用是Java正确的打开方式，那么反射机制就是上帝偷偷开的后门，只要存在对应的class，一切都能够被调用。

静态和动态的概念：

  • 静态编译：在编译时确定类型，绑定对象
  • 动态编译：在运行时确定类型，绑定对象

两者的区别在于，动态编译可以最大程度上支持多态，而多态最大的意义在于降低类的耦合性，因此反射的优点就很明显了：解耦以及提高代码的灵活性。

因此，反射的优势和劣势分别在于：

  • 优势
  • 运行期类型的判断，动态类加载：提高代码灵活度
  • 劣势
  • 性能瓶颈：反射相当于一系列解释操作，通知JVM要做的事情，性能比直接的Java代码要慢得多。

反射的应用场景

平时开发很少会用到反射机制，但是很多设计都与反射机制有关，例如模块化的开发，通过反射去调用对应的字节码；动态代理设计模式也采用了反射机制，还有例如Spring/Hiberneate等框架，也是利用CGLIB反射机制才得以实现。举例如下：

JDBC的数据库连接

在JDBC的操作中，进行数据库连接必须按照如下几步完成：

  • 通过Class.forName()加载数据库的驱动程序（通过反射加载，前提是引入相关的jar包）
  • 通过DriverManager类进行数据库的加载，连接的时候要输入数据库的链接地址、用户名、密码等
  • 通过Conection接口接收连接
package com.mp.day02;

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;

public class ConnectionJDBC {
    public static final String DBDRIVER = "org.mariadb.jdbc.Driver";
    public static final String DBURL = "jdbc:mariadb://localhost:3306/test";
    public static final String DBUSER = "root";
    public static final String DBPASS = "root";

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, SQLException {
        Connection conn = null;
        Class.forName(DBDRIVER); // 使用CLASS类加载驱动程序，反射机制的体现
        conn = DriverManager.getConnection(DBURL, DBUSER, DBPASS);
        System.out.println(conn);
        conn.close();
    }
}

Spring框架的使用

反射机制是Java框架的基石，很多开源框架基本上都已经封装好了，例如Hibernate、Spring，最经典的就是xml的配置模式。

Spring通过XML配置模式装载Bean的过程如下：

  1. 将程序内所有XML或Properties配置文件加载入内存中
  2. Java类里面解析xml或Properties里边的内容，得到对应实体类的字节码字符串以及相关的属性信息
  3. 使用反射机制，根据这个字符串获得某个类的Class实例
  4. 动态配置实例的属性

Spring这样做的好处是：

  • 不用每一次都要在代码里面去new或者做其他事情
  • 以后要修改可以直接修改配置文件，代码维护方便
  • 有时为了使用某些需求，Java类里边不一定能直接调用另外的方法，可以通过反射机制来实现

示例：模拟Spring加载XML配置文件

package com.mp.day02;

public class BeanFactory {
    private Map<String, Object> beanMap = new HashMap<>();

    /**
     * bean工厂的初始化
     *
     * @param xml
     */
    public void init(String xml) {
        try {
            // 引入dom4j.jar
            SAXReader reader = new SAXReader();
            ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
            // 从class目录下获取指定的xml文件
            InputStream ins = classLoader.getResourceAsStream(xml);
            Document doc = reader.read(ins);
            Element root = (Element) doc.getRootElement();
            Element foo;

            //遍历bean
            for (Iterator i = root.elementIterator("bean"); i.hasNext(); ) {
                foo = (Element) i.next();
                //获取bean的属性id和class
                Attribute id = foo.attribute("id");
                Attribute cls = foo.attribute("class");

                //利用java反射机制，通过class的名称获取Class对象
                Class bean = Class.forName(cls.getText());

                //获取对应class的信息
                java.beans.BeanInfo info = java.beans.Introspector.getBeanInfo(bean);
                //获取其属性描述
                java.beans.PropertyDescriptor pd[] = info.getPropertyDescriptors();
                //设置值的方法
                Method mSet = null;
                //创建一个对象
                Object obj = bean.newInstance();
                //遍历该bean的property属性
                for (Iterator ite = foo.elementIterator("property"); ite.hasNext(); ) {
                    Element foo2 = (Element) ite.next();
                    //获取该property的name属性
                    Attribute name = foo2.attribute("name");
                    String value = null;

                    //获取该property的子元素value的值
                    for (Iterator ite2 = foo2.elementIterator("value"); ite2.hasNext(); ) {
                        Element node = (Element) ite2.next();
                        value = node.getText();
                        break;
                    }
                    for (int k = 0; k < pd.length; k++) {
                        if (pd[k].getName().equalsIgnoreCase(name.getText())) {
                            mSet = pd[k].getWriteMethod();
                            //利用Java的反射机制调用对象的某个set方法，并将值设置进去
                            mSet.invoke(obj, value);
                        }
                    }
                }
                //将对象放入beanMap中，其中key为id值，value为对象
                beanMap.put(id.getText(), obj);
            }
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.toString());
        }
    }
}