Java 反射有更好的替代方案吗 java反射的缺点有哪些

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数据探索家 2023-08-22 16:25:47

文章标签 Java 反射有更好的替代方案吗 java 开发语言后端反射详解 文章分类 Java 后端开发

前言

1.它是什么

它就像一面具有特异功能的镜子，通过类的全量限定名（包名+类名），复制出和原类功能上没有任何差异的镜像类，包括类的私有属性、私有方法一并会被这面镜子穿透，并获取其全部使用权！

注意：这个特异功能，是它的优点，也是它的缺点，破坏了封装性，不能随意使用。好比男生可以进女厕所，但是不要进的那么理所当然，进的那么随意，否则会有意想不到的后果！

2.它能干什么，有什么用

1.为男生合情合理进女厕所（化妆、整容、变性）提供了一种可能。
代码层面，那些理应受保护的私有属性、方法，在反射面前，是透明的都可以被据需使用。
2.特殊业务场景，可以使程序变得更具灵活性(代码量少而精悍)，好比动态代理，它的实现就离不开反射。

一、反射的优缺点

1.优点

反射主要应用在对灵活性和扩展性要求较高的系统框架上，普通程序不建议使用。

2.缺点

1.反射的执行效率低于常规写法。
2.反射可以访问private、project、default修饰的本应该受保护（不应该被外界随意访问）属性、方法，使用不当会造成一些难以预知的问题。
3.反射等绕过了源代码的技术，会带来维护问题

二、获取反射类的四种方法（重点记忆第三种）

示例：Person的全量限定名是 com.succ.demo.Person

方式一:通过对象.getClass()

Person p = new Person();
Class c1 = p.getClass(); 
System.out.println(c1);

打印结果：class com.succ.demo.Person

方式二:通过内置class属性，直接对象.class

Class c2 = Person.class;
System.out.println(c2); 
System.out.println(c1==c2);

//打印结果
//class class com.succ.demo.Person
//true

方式三: 调用Class类提供的静态方法Class.forName()该方式最为常用

Class c3 = Class.forName("com.succ.demo.Person");

方式四:利用类的加载器(了解技能点)

ClassLoader loader = Test.class.getClassLoader();//注：Test是当前类的类名
Class c4 = loader.loadClass("com.succ.demo.Person");

欲了解 Class.forName和ClassLoader.loadClass的区别

三、可以获取Class反射类6种类型

(1)类:外部类,内部类 (2)接口 (3)注解 (4)数组 (5)基本数据类型 (6) void

public class Demo {
    public static void main(string[]args) {
        Class c1 = Person.class;
        Class c2 = Comparable.class;        
        Class c3 = Override.class;
        System.out.println(c1.getName());//com.succ.demo.Person
        System.out.println(c2.getName());//java.lang.Comparable
        System.out.println(c3.getName());//java.lang.Override
        int[] arr1 = {1,2,3]};
        Class c4 = arr1.getc1ass();
        int[] arr2 = {5,6,7};
        Class c5 = arr2.getclass();
        System.out.println(c4==c5);//true 同一个维度，同一个元素类型,得到的字节码就是同一个
        Class c6 = int.class;
        Class c7 = void.c1ass;
        System.out.println(c6.getName());//int
	    System.out.println(c7.getName());//void
    }
}

至此，理论知识点，就介绍到这里，下面全部是干货，以及用法
当你看到，某个方法中间含关键字 Declared时，代表要穿透，获取私有属性或方法
当你看到，方法以s结尾时，此方法获取的是列表
当你看到，方法没有以s结尾时，代表获取单个特定属性/方法
下面的货，比较干，浏览前，务必先知晓这些小细节！

四、获取所有构造方法，并创建反射对象

Class clazz= Class.forName("com.succ.demo.Person");//正常情况下，里面的参数是动态的

此处的clazz，就是反射对象，下文中出现的反射对象，都指的是clazz，下面不在累述。

1.获取构造方法列表

1.反射对象.getConstructors() 只能获取类中，被public修饰的构造函数列表
2.反射对象.getDeclaredConstructors() 可获取被任意修饰符修饰的构造函数列表

2.获取指定的构造方法

1.反射对象.getConstructor，获取被public修饰无参构造器
2.反射对象.getConstructor(double.class,double.class)，获取被public修饰有两个参数的构造器
3.反射对象.getDeclaredConstructor(int.class)，获取用任意修饰符修饰只有一个参数的构造器
4.反射对象.getConstructor(Class<?>... parameterTypes) 获取多个入参的构造方法

3.反射对象.newInstance()，创建对象

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException, SecurityException   {
        
        Person p =  (Person) Class.forName("com.succ.reflect.test.Person").newInstance();//java9中已被废弃
        p.setId("100");
        p.setName("zhangsan");
        p.setScore(78.5);
        System.out.println(p);
        
        Person p2 =  (Person) Class.forName("com.succ.reflect.test.Person").getDeclaredConstructor().newInstance();//java11的写法
        p2=new Person("99", "chouniu",60.0);
        System.out.println(p2);
    }
}

注意：1.clazz.newInstance()该写法在JDK9中已被废弃。2.newInstance()只能实例化实体类的无参构造方法。举例：不能写作clazz.newInstance(“100”，“zhangsan”)直接调用其有参构造方法。

package com.succ.reflect.test;

public class Person {
	public String id;
	public String name;
	public Double score;
	
	public Person() {
		super();
	}

	public Person(String id, String name) {
		super();
		this.id = id;
		 = name;
	}
	
	public Person(String id, String name, Double score) {
		super();
		this.id = id;
		 = name;
		this.score = score;
	}

	public String getId() {
		return id;
	}
	public void setId(String id) {
		this.id = id;
	}
	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		 = name;
	}
	public Double getScore() {
		return score;
	}
	public void setScore(Double score) {
		this.score = score;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "Person [id=" + id + ", name=" + name + ", score=" + score + "]";
	}

}

五、获取所有属性列表、单个属性、属性的具体信息

1.获取字段/属性列表

1.反射对象.getFields() 获取子类+父类所有用public修饰的属性列表
2.反射对象.getDeclaredFields() 只获取当前类被任意修饰符修饰的属性列表（不包含父类）

2.获取单个指定的字段/属性

1.反射对象.getField("score") 只获取单个被public修饰的属性
2.反射对象.getDeclaredField() 获取单个被任意修饰符修饰的属性
注："score"是已知对象里面的某个字段，比如事先知道对象person里有个字段叫score.

六、获取所有方法列表和方法的调用

1.获取方法列表

1.反射对象.getMethods()获取所有被public修饰的方法列表(包含父类和超级父类)
2.反射对象.getDeclaredMethods()只获取自己本类被任意修饰符修饰的方法列表

Class clazz= Class.forName("com.succ.demo.Person");
 Method[] ms1=clazz.getMethods();
 Method[] ms2=clazz.getDeclaredMethods();

2.获取单个方法

1.反射对象.getMethod() 根据方法名只获取被public修饰的指定方法（无参或有参）
2.反射对象.getDeclaredMethod()根据方法名获取被任意修饰符修饰指定方法（无参或有参）

Method work1 = cls.getMethod("work");
 Method work2 = cls.getMethod("work",int.class,int.class);
 Method work = cls.getDeclaredMethod("work");

3.获取方法具体结构（名称、返回值、修饰符、注解等）

1.获取方法的名称
 system.out. println(work.getName());
 2.获取方法修饰符
 int modifiers=work.getModifiers();
 System.out.println(Modifier.toString(modifiers))；//数字转为文字修饰符
 3.获取方法返回值
 system.out.println(work.getReturnType());
 4.获取方法参数列表
 Class[] parameterTypes = work.getParameterTypes();5.获取方法异常
 class[] exceptionTypes = work.getExceptionTypes(); 6.获取方法的注解
 Annotation[] annotations = work.getAnnotations();//仅获取生命周期是RUNTIME 的注解

注：注解的生命周期，通过注解上方修饰符RetentionPolicy来控制，它下面有三个固定的生命周期常量，使用时只能选其一，分别是：
a) RetentionPolicy.SOURCE 注解仅在源文件中有效，在编译时做校验后被编译器丢弃。
b) RetentionPolicy.CLASS 注解可保留在.class文件中，内存运行时不被保留（默认状态）
c) RetentionPolicy.RUNTIME 注解全程被保留，在内存运行时依然被保留

Java 反射有更好的替代方案吗 java反射的缺点有哪些_开发语言

注：这个Override就是常用的注解之一

Modifier科普：

方法名称.getModifiers()，得到的返回值是一个数字。在反射中，方法的修饰符可能是1个数字或几个数字的组合体。

文字描述难表其义，上图！！

Java 反射有更好的替代方案吗 java反射的缺点有哪些_后端_02

Java 反射有更好的替代方案吗 java反射的缺点有哪些_开发语言_03

注：获取修饰符数字后，需要Modifier.toString(num)一下，才能得到想要的文字修饰符。

4.方法通过.invoke调用

Class clazz= Class.forName("com.succ.demo.Student");
Method work= clazz.getMethod("work");
Method sumNum= clazz.getMethod("sumNum");
object obj = clazz. newInstance();
work.invoke(obj );//无参数
sumNum.invoke(obj ,22,33);//有参数

七、获取属性列表、单个属性、属性的具体信息

1.获取字段(属性)具体结构（原理同上）

Class clazz= Class.forName("com.succ.demo.Person");
 Field sno=clazz.getField("sno");   //只能获取被public修饰的属性
 或者
 Field sno=clazz.getDeclaredField("sno");  //可获取被任意修饰符修饰的属性1.属性.getName()获取属性名称 : sno.getName();
2.属性.getType()获取属性数据类型 : sno.getType();
3.属性.getModifiers()获取属性修饰符 : int num =sno.getModifiers();

注：获取修饰符数字后，需要Modifier.toString(num)一下，才能得到想要的文字修饰符。

2.给属性赋值

//给属性赋值:(给属性设置值，第一个入参，必须是字段所归属的对象)
Class clazz= Class.forName("com.succ.demo.Student");
Field score=clazz.getDeclaredField("score");
Object obj = clazz.newInstance();
score.set(obj, 98);//给obj这个对象的score学号属性设置具体的值，这个值为98
system.out.println(obj);
打印结果：
Student[sno=0,name="",score=98.0]   //打印的实际是Student的toString()方法

八、获取当前类/父类的接口、所在包、注解

1.获取类的接口

反射对象.getInterfaces()，仅获取自己独有接口列表
如需获取父类接口，需先获取父类 = 当前类的反射对象.getSuperclass；再通过父类.getInterfaces()。
Class clazz= Class.forName("com.succ.demo.Student");
Class [] interfaces=clazz.getInterfaces();
Class father= clazz.getSuperclass();//获取父类

2.获取类所在的包

Class clazz= Class.forName("com.succ.demo.Student");
Package pack= clazz.getPackage();
 system.out.println(pack);
 system.out.println(pack.getName());//打印结果：
package com.succ.demo
 com.succ.demo

3.获取类的注解

Class clazz= Class.forName("com.succ.demo.Student");
Annotation[]annotations = clazz.getAnnotations(); //方法的注解是method.getAnnotations()

九、模拟美团后台支付

public class MainTest {
	public static void main(String[] args) throws Exception{
		 String payWay="com.succ.demo.AliPay";//从前台传
		 double paymoney=0.99;//从前台传
		 Class<?> cls=Class.forName(payWay);//通过反射，反射出对象类
		 Object obj=cls.newInstance();//实例化(初始化)对象
		 Method method=cls.getMethod("payOnline", float.class);//获取被public修饰的方法payOnline
		 method.invoke(obj, paymoney);//执行各支付类通用的方法
	}
}

微信也好、支付宝也罢，只需要美团统一定义支付接口InterfacePayWay，里面定义一个payOnline的接口。
微信、支付宝、银联等支付类，只需实现InterfacePayWay接口，然后它们再分别重载各自的payOnline()方法就可以了，无论后期增加或减少多少种支付方式，上面这段核心代码都不需要变动。
就是这么强大！！！

总结

对于不了解注解的同学，浏览完以上内容或许，还是显得有些懵逼，下面总结梳理一下：
1、注解常用的映射方法：Class clazz= Class.forName("com.succ.demo.Student");
2、有了映射类clazz，就意味着你拿到了这个类的一切。
在获取属性s、方法s时只需要注意，要想获取受保护的构件，方法中间需要带Declared，如：getDeclaredMethods、getDeclaredMethod、getDeclaredFields、getDeclaredField
3、方法的执行用反射到的方法method.invoke(obj);该方法第一个参数，务必是映射类

尾言

反射就是破坏了封装性，但是为什么还要用？
它提高了程序灵活性和扩展性的同时，还提供了一种Declared特殊通道，可以访问私有属性和方法，好比男生通过化妆(反射)进入女厕所，但是并不建议这么做，在充分考虑清楚后果后，依然要进也能进得去。
择其善者而从之，则其不善者而改之，Nice！

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