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1. 反射的概念

反射 机制指的是，程序在运行时能够获取自身的信息。在 java 中只要给定类的名字，就能够获取类的所有属性和方法。

反射是 Java 中很多高级特性的基础，比如 注解、动态代理 以及 Spring Ioc、AOP 等技术都需要借助反射来实现。

2. Class 对象的创建

java 中 java.lang.Class 是反射机制的基础，当我们想要在运行期获取一个类中的相关信息的时候，必须先获取其 Class 类。Jvm 会自动将已加载类的 Class 对像载入。

获取 Class 对象的三种方式：

  • 对象实例.getClass()
  • MyObject obj = new MyObject();
  • Class clazz = obj.getClass();
  • 类名.Class
  • Class clazz = MyObject.Class;
  • Class.forName()
  • Class clazz = Class.forName("MyObject");

3. 通过反射创建实例

java 中，最常使用的创建实例方法是通过 new 关键字来实现的。使用反射，也有两种可以 创建实例 的方式。

使用 Class 对象的 newInstance() 方法

Class clazz = MyObject.class;
MyObject myObject = clazz.newInstance();

使用 java.lang.reflet.Constructor 中的 newInstance() 方法

Constructor<MyObject> constructor = MyObject.class.getConstructor();
MyObject myObject = constructor.newInstance();

说明：其实 clazz.newInstance() 创建实例的内部也是通过 Constructor 创建实例的方式来实现的

4. 通过反射获取类的属性、方法、注解、构造器

Class 类中有获取类的所有 属性、方法、注解、构造器的相关方法。如下：

获取 非私有的 属性、方法、注解、构造器

Field[] getFields();    // 获取属性
Method[] getMethods();  // 获取方法
Annotation[] getAnnotations();  // 获取注解
Constructor<?>[] getConstructors();   // 获取构造器

获取** 私有的** 属性、方法、注解、构造器

Field[] getDeclaredFields();    // 获取私有属性
Method[] getDeclaredMethods();  // 获取私有方法
Annotation[] getDeclaredAnnotations();  // 获取私有注解
Constructor<?>[] getDeclaredConstructors();   // 获取私有构造器

使用示例：

Class clazz = MyObject.class;
Methods[] methodList = clazz.getFields();

5. 反射机制的一些缺点

  • 反射会破坏封装性：由于反射允许代码执行一些在正常情况下不被允许的操作（比如访问私有的属性和方法），所以使用反射可能会导致意料之外的副作用－－代码有功能上的错误，降低可移植性。反射代码破坏了抽象性，因此当平台发生改变的时候，代码的行为就有可能也随着变化。
  • 反射的性能问题：反射包括了一些动态类型，所以 JVM 无法对这些代码进行优化。因此，反射操作的效率要比那些非反射操作低得多。我们应该避免在经常被 执行的代码或对性能要求很高的程序中使用反射。
  • 安全性问题：使用反射技术要求程序必须在一个没有安全限制的环境中运行。如果一个程序必须在有安全限制的环境中运行，如 Applet，那么这就是个问题了。

6. 反射对单例的破坏

单例是为了控制 类示例 在内存中只存在一个的机制。他本身的构造方法是 private 的，对外提供 getSingleton() 方法，统一管理实例的获取。

而反射可以通过获取到类中的私有构造方法， 并将其变为可用，通过构造方法生成新的实例，这样就造成了单例的破坏。

双重校验锁的单例模式:

public class Singleton {
    private static volatile Singleton singleton();

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getSingleton() {
        if(singleton == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if(singleton == null) {
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }

        return singleton;
    }
}

通过反射破坏单例:

Singleton singleton1 = Singleton.getSingleton();
// 通过反射获取构造函数
Constructor<Singleton> constructor = Singleton.class.getDeclaredConstructor();
// 将构造方法设置为可访问
constructor.setAccessible(true);
// 通过构造方法创建一个新的实例
Singleton singleton2 = constructor.newInstance();

System.out.print(singleton1 == singleton2); // false

解决方案：在单例类的构造方法中加判断，当实例已存在的时候，不再创建新的实例

private Singleton() {
    if(singleton != null) {
        throw new RuntimeException("单例对象只能创建一次...");
    }
}