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【168期】面试官：框架中处处可见反射的运用，你对它了解多少？
什么是反射？
反射是一种能够在程序运行时动态访问、修改某个类中任意属性（状态）和方法（行为）的机制（包括private实例和方法），java反射机制提供了以下几个功能：
在运行时判断任意一个对象所属的类；
在运行时构造任意一个类的对象；
在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法；
在运行时调用任意一个对象的方法。
反射涉及到四个核心类：
www.sychzs.cn：类对象；
www.sychzs.cn：类的构造器对象；
www.sychzs.cn：类的方法对象；
www.sychzs.cn：类的属性对象；
反射有什么用？
操作因访问权限限制的属性和方法；
实现自定义注解；
动态加载第三方jar包，解决android开发中方法数不能超过65536个的问题；
按需加载类，节省编译和初始化APK的时间；
反射工作原理
当我们编写完一个Java项目之后，每个java文件都会被编译成一个.class文件，这些Class对象承载了这个类的所有信息，包括父类、接口、构造函数、方法、属性等，这些class文件在程序运行时会被ClassLoader加载到虚拟机中。
当一个类被加载以后，Java虚拟机就会在内存中自动产生一个Class对象。我们通过new的形式创建对象实际上就是通过这些Class来创建，只是这个过程对于我们是不透明的而已。
反射的工作原理就是借助www.sychzs.cn、www.sychzs.cn、www.sychzs.cn、www.sychzs.cn这四个类在程序运行时动态访问和修改任何类的行为和状态。
反射实例
分别演示三种获取类信息的方式、获取当前类的所有方法和获取当前类及其父类的所有方法、获取当前类的所有实例和获取当前类及其父类的所有实例、获取父类信息、获取接口信息、比较反射方法和实例的性能差异等几个方面：
示例类：
父类www.sychzs.cn：
public class ReflectActivity extends Activity{ @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState){ super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_reflect_layout); }
public void onClick(View v){ switch(v.getId()){ case R.id.getClassObjectBtnId:{ getClassObject(); } break; case R.id.getMethodInfoBtnId:{ getMethodInfo(); } break; case R.id.getFieldInfoBtnId:{ getFieldInfo(); } break; case R.id.getSuperClassInfoBtnId:{ getSuperClass(); } break; case R.id.getInterfaceInfoBtnId:{ getInterfaces(); } break; case R.id.compareMethodAndFieldBtnId:{ compareCallMethodAndField(); } break; default:{
} break; } }
private void getClassObject(){ Class classObject = null;
classObject = getClassObject_1(); LogE("classObject_1 name : " + classObject.getName()); classObject = getClassObject_2(); LogE("classObject_2 name : " + classObject.getName()); classObject = getClassObject_3(); LogE("classObject_3 name : " + classObject.getName()); }
private void getMethodInfo(){ getAllMethods(); getCurrentClassMethods(); }
private void getFieldInfo(){ getAllFields(); getCurrentClassFields(); }
private void getSuperClass(){ ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12); Class superClass = programMonkey.getClass().getSuperclass(); while (superClass != null) { LogE("programMonkey's super class is : " + superClass.getName()); // 再获取父类的上一层父类，直到最后的 Object 类，Object 的父类为 null superClass = superClass.getSuperclass(); } }
private void getInterfaces() { ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12); Class[] interfaceses = programMonkey.getClass().getInterfaces(); for (Class class1 : interfaceses) { LogE("programMonkey's interface is : " + class1.getName()); } }
private void compareCallMethodAndField(){ long callMethodCostTime = getCallMethodCostTime(10000); LogE("callMethodCostTime == " + callMethodCostTime); long callFieldCostTime = getCallFieldCostTime(10000); LogE("callFieldCostTime == " + callFieldCostTime); }
private long getCallMethodCostTime(int count){ long startTime = System.currentTimeMillis(); for(int index = 0 ; index < count; index++){ ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12); try{ Method setmLanguageMethod = programMonkey.getClass().getMethod("setmLanguage", String.class); setmLanguageMethod.setAccessible(true); setmLanguageMethod.invoke(programMonkey, "Java"); }catch(IllegalAccessException e){ e.printStackTrace(); }catch(InvocationTargetException e){ e.printStackTrace(); }catch(NoSuchMethodException e){ e.printStackTrace(); } }
return System.currentTimeMillis()-startTime; }
private long getCallFieldCostTime(int count){ long startTime = System.currentTimeMillis(); for(int index = 0 ; index < count; index++){ ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12); try{ Field ageField = programMonkey.getClass().getDeclaredField("mLanguage"); ageField.set(programMonkey, "Java"); }catch(NoSuchFieldException e){ e.printStackTrace(); }catch(IllegalAccessException e){ e.printStackTrace(); } }
return System.currentTimeMillis()-startTime; }
/** * 获取当前类中的所有方法 * * */ private void getCurrentClassMethods() { ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12); Method[] methods = programMonkey.getClass().getDeclaredMethods(); for (Method method : methods) { LogE("declared method name : " + method.getName()); }
try { Method getSalaryPerMonthMethod = programMonkey.getClass().getDeclaredMethod("getSalaryPerMonth"); getSalaryPerMonthMethod.setAccessible(true); // 获取返回类型 Class returnType = getSalaryPerMonthMethod.getReturnType(); LogE("getSalaryPerMonth 方法的返回类型 : " + returnType.getName());
// 获取方法的参数类型列表 Class[] paramClasses = getSalaryPerMonthMethod.getParameterTypes() ; for (Class class1 : paramClasses) { LogE("getSalaryPerMonth 方法的参数类型 : " + class1.getName()); }
// 是否是 private 函数，属性是否是 private 也可以使用这种方式判断 LogE(getSalaryPerMonthMethod.getName() + " is private " + Modifier.isPrivate(getSalaryPerMonthMethod.getModifiers()));
// 执行方法 Object result = getSalaryPerMonthMethod.invoke(programMonkey); LogE("getSalaryPerMonth 方法的返回结果: " + result); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }
/** * 获取当前类和父类的所有公有方法 * * */ private void getAllMethods() { ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12); // 获取当前类和父类的所有公有方法 Method[] methods = programMonkey.getClass().getMethods(); for (Method method : methods) { LogE("method name : " + method.getName()); }
try { Method setmLanguageMethod = programMonkey.getClass().getMethod("setmLanguage", String.class); setmLanguageMethod.setAccessible(true);
// 获取返回类型 Class returnType = setmLanguageMethod.getReturnType(); LogE("setmLanguage 方法的返回类型 : " + returnType.getName());
// 获取方法的参数类型列表 Class[] paramClasses = setmLanguageMethod.getParameterTypes() ; for (Class class1 : paramClasses) { LogE("setmLanguage 方法的参数类型 : " + class1.getName()); }
// 是否是 private 函数，属性是否是 private 也可以使用这种方式判断 LogE(setmLanguageMethod.getName() + " is private " + Modifier.isPrivate(setmLanguageMethod.getModifiers()));
// 执行方法 Object result = setmLanguageMethod.invoke(programMonkey, "Java"); LogE("setmLanguage 方法的返回结果: " + result); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }
private Class getClassObject_1(){ return ProgramMonkey.class; }
private Class getClassObject_2(){ ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12); return programMonkey.getClass(); }
private Class getClassObject_3(){ try{ return Class.forName("com.eebbk.reflectdemo.ProgramMonkey"); }catch(ClassNotFoundException e){ e.printStackTrace(); }
return null; }
/** * 得到当前类的所有实例 * * */ private void getCurrentClassFields() { ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12); // 获取当前类的所有属性 Field[] publicFields = programMonkey.getClass().getDeclaredFields(); for (Field field : publicFields) { LogE("declared field name : " + field.getName()); }
try { // 获取当前类的某个属性 Field ageField = programMonkey.getClass().getDeclaredField("mAge"); // 获取属性值 LogE(" my age is : " + ageField.getInt(programMonkey)); // 设置属性值 ageField.set(programMonkey, 10); LogE(" my age is : " + ageField.getInt(programMonkey)); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }
/** * 得到当前类和父类的所有公有属性 * * */ private void getAllFields() { ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12); // 得到当前类和父类的所有公有属性 Field[] publicFields = programMonkey.getClass().getFields(); for (Field field : publicFields) { LogE("field name : " + field.getName()); }
try { // 获取当前类和父类的某个公有属性 Field ageField = programMonkey.getClass().getField("mAge"); LogE(" age is : " + ageField.getInt(programMonkey)); ageField.set(programMonkey, 8); LogE(" my age is : " + ageField.getInt(programMonkey)); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }
private void LogE(String msg){ Log.e("Reflection", "============== " + msg); }}
演示结果：
三种获取类信息的方式：
获取当前类的方法、获取当前类和父类的所有公有方法：
获取当前类的所有实例、获取当前类和父类的所有公有实例：
获取父类信息：
获取接口信息：
比较反射方法和实例的性能差异：
通过上面的示例可以发现，通过反射能够完成之前所描述的事情，并且反射方法比反射实例要慢很多。
反射的特点
优点
灵活、自由度高： 不受类的访问权限限制，想对类做啥就做啥；
缺点
性能问题： 通过反射访问、修改类的属性和方法时会远慢于直接操作，但性能问题的严重程度取决于在程序中是如何使用反射的。如果使用得很少，不是很频繁，性能将不会是什么问题；
安全性问题： 反射可以随意访问和修改类的所有状态和行为，破坏了类的封装性，如果不熟悉被反射类的实现原理，随意修改可能导致潜在的逻辑问题；
兼容性问题： 因为反射会涉及到直接访问类的方法名和实例名，不同版本的API如果有变动，反射时找不到对应的属性和方法时会报异常；
说明
通过反射访问方法比实例慢很多；
有用到反射的类不能被混淆；
反射存在性能问题，但使用不频繁、按需使用时，对程序性能影响并不大；
反射存在安全性问题，因为可以随意修改类的所有状态和行为（包括private方法和实例）；
使用反射访问Android的API时需要注意因为不同API版本导致的兼容性问题；
