什么是反思,为什么它有用?

我对Java特别感兴趣,但我认为任何语言的原理都是一样的。


名称反射用于描述能够检查同一系统(或其本身)中其他代码的代码。

例如,假设您在Java中有一个未知类型的对象,如果存在,您希望对其调用“doSomething”方法。Java的静态类型系统并不是为了支持这一点而设计的,除非对象符合已知的接口,但是使用反射,您的代码可以查看对象并找出它是否有一个名为“doSomething”的方法,如果需要,可以调用它。

因此,给您一个Java代码示例(假设所讨论的对象是foo):

Method method = foo.getClass().getMethod("doSomething", null);
method.invoke(foo, null);

Java中一个非常常见的用例是注释的用法。例如,JUnit4将使用反射在类中查找标记有@Test注释的方法,然后在运行单元测试时调用它们。

有一些很好的反思示例可以帮助您开始http://docs.oracle.com/javase/tutorial/reflect/index.html

最后,是的,这些概念在其他支持反射的静态类型语言(如C#)中非常相似。在动态类型语言中,上面描述的用例不太必要(因为编译器将允许在任何对象上调用任何方法,如果不存在,则在运行时失败),但是第二种情况仍然很常见,即查找被标记或以某种方式工作的方法。

从评论更新:

检查系统中的代码并查看对象类型的能力是不是反思,而是类型反思。反射就是能够在运行时通过使用反省在某些语言中,这种区别是必要的支持内省,但不支持反思。一个这样的例子是C++


反射是一组函数,允许您访问程序的运行时信息并修改其行为(有一些限制)。

它很有用,因为它允许您根据程序的元信息更改运行时行为,也就是说,您可以检查函数的返回类型并更改处理情况的方式。

例如,在C#中,您可以在运行时加载程序集(.dll)并检查它,浏览类并根据找到的内容执行操作。它还允许您在运行时创建类的实例,调用其方法等。

它在哪里有用?不是每次都有用,而是针对具体情况。例如,您可以使用它获取用于日志记录的类名称,根据配置文件中指定的内容动态创建事件处理程序,等等。。。


并非每种语言都支持反射,但在支持反射的语言中,原则通常是相同的。

反思是对程序结构进行“反思”的能力。或者更具体。查看您拥有的对象和类,并以编程方式获取有关它们实现的方法、字段和接口的信息。您还可以查看注释之类的内容。

它在很多情况下都很有用。您希望能够在代码中动态插入类的任何地方。许多对象关系映射器使用反射来实例化数据库中的对象,而无需事先知道它们将使用什么对象。插件架构是反射有用的另一个地方。在这些情况下,能够动态加载代码并确定是否有类型实现了作为插件使用的正确接口非常重要。


反射是一种语言在运行时检查和动态调用类、方法、属性等的能力。

例如,Java中的所有对象都有getClass()方法,该方法允许您确定对象的类,即使您在编译时不知道它(例如,如果您将其声明为object)-这可能看起来微不足道,但这种反射在动态性较差的语言(如C++)中是不可能的。更高级的用法允许您列出和调用方法、构造函数等。

反射是很重要的,因为它让你编写的程序不必在编译时“知道”一切,使它们更加动态,因为它们可以在运行时绑定在一起。代码可以针对已知的接口编写,但要使用的实际类可以使用配置文件的反射来实例化。

出于这个原因,许多现代框架广泛使用反射。大多数其他现代语言也使用反射,在脚本语言(如Python)中,它们甚至更紧密地集成在一起,因为在这些语言的通用编程模型中感觉更自然。


反射是允许应用程序或框架处理可能尚未编写的代码的关键机制!

以典型的web.xml文件为例。这将包含一个servlet元素列表,其中包含嵌套的servlet类元素。servlet容器将处理web.xml文件,并通过反射创建每个servlet类的新实例。

另一个例子是Java API for XML Parsing(JAXP)。其中,XML解析器提供程序是通过众所周知的系统财产“插入”的,这些属性用于通过反射构造新实例。

最后,最全面的例子是Spring,它使用反射创建bean,并大量使用代理


我最喜欢的反射用法之一是下面的Java转储方法。它将任何对象作为参数,并使用Java反射API打印出每个字段名和值。

import java.lang.reflect.Array;
import java.lang.reflect.Field;

public static String dump(Object o, int callCount) {
    callCount++;
    StringBuffer tabs = new StringBuffer();
    for (int k = 0; k < callCount; k++) {
        tabs.append("\t");
    }
    StringBuffer buffer = new StringBuffer();
    Class oClass = o.getClass();
    if (oClass.isArray()) {
        buffer.append("\n");
        buffer.append(tabs.toString());
        buffer.append("[");
        for (int i = 0; i < Array.getLength(o); i++) {
            if (i < 0)
                buffer.append(",");
            Object value = Array.get(o, i);
            if (value.getClass().isPrimitive() ||
                    value.getClass() == java.lang.Long.class ||
                    value.getClass() == java.lang.String.class ||
                    value.getClass() == java.lang.Integer.class ||
                    value.getClass() == java.lang.Boolean.class
                    ) {
                buffer.append(value);
            } else {
                buffer.append(dump(value, callCount));
            }
        }
        buffer.append(tabs.toString());
        buffer.append("]\n");
    } else {
        buffer.append("\n");
        buffer.append(tabs.toString());
        buffer.append("{\n");
        while (oClass != null) {
            Field[] fields = oClass.getDeclaredFields();
            for (int i = 0; i < fields.length; i++) {
                buffer.append(tabs.toString());
                fields[i].setAccessible(true);
                buffer.append(fields[i].getName());
                buffer.append("=");
                try {
                    Object value = fields[i].get(o);
                    if (value != null) {
                        if (value.getClass().isPrimitive() ||
                                value.getClass() == java.lang.Long.class ||
                                value.getClass() == java.lang.String.class ||
                                value.getClass() == java.lang.Integer.class ||
                                value.getClass() == java.lang.Boolean.class
                                ) {
                            buffer.append(value);
                        } else {
                            buffer.append(dump(value, callCount));
                        }
                    }
                } catch (IllegalAccessException e) {
                    buffer.append(e.getMessage());
                }
                buffer.append("\n");
            }
            oClass = oClass.getSuperclass();
        }
        buffer.append(tabs.toString());
        buffer.append("}\n");
    }
    return buffer.toString();
}

根据我的理解:

反射允许程序员动态访问程序中的实体。也就是说,当程序员对应用程序进行编码时,如果不知道类或其方法,他可以通过使用反射来动态地(在运行时)使用此类类。

它经常用于类名频繁更改的场景。如果出现这种情况,那么程序员重写应用程序并一次又一次地更改类的名称是很复杂的。

相反,通过使用反射,需要担心类名可能会发生变化。


例子:

以一个远程应用程序为例,它为您的应用程序提供了一个对象,您可以使用其API方法获取该对象。现在,基于对象,您可能需要执行某种计算。

提供者保证对象可以是3种类型,我们需要根据对象的类型进行计算。

因此,我们可以在3个类中实现,每个类包含不同的逻辑。显然,对象信息在运行时可用,因此您无法静态编码以执行计算,因此反射用于实例化类的对象,您需要根据从提供程序接收的对象执行计算。


反射有很多用途。我更熟悉的是能够动态创建代码。

IE:基于任何数据的动态类、函数、构造函数(xml/array/sql results/hardcoded/etc.)


反射允许在运行时动态实例化新对象、调用方法和获取/设置类变量的操作,而无需事先了解其实现。

Class myObjectClass = MyObject.class;
Method[] method = myObjectClass.getMethods();

//Here the method takes a string parameter if there is no param, put null.
Method method = aClass.getMethod("method_name", String.class); 

Object returnValue = method.invoke(null, "parameter-value1");

在上面的示例中,null参数是要对其调用方法的对象。如果方法是静态的,则提供null。如果该方法不是静态的,那么在调用时需要提供有效的MyObject实例而不是null。

反射还允许您访问类的私有成员/方法:

public class A{

  private String str= null;

  public A(String str) {
  this.str= str;
  }
}

.

A obj= new A("Some value");

Field privateStringField = A.class.getDeclaredField("privateString");

//Turn off access check for this field
privateStringField.setAccessible(true);

String fieldValue = (String) privateStringField.get(obj);
System.out.println("fieldValue = " + fieldValue);

为了检查类(也称为内省),不需要导入反射包(java.lang.reflect)。可以通过java.lang.Class访问类元数据。

反射是一个非常强大的API,但如果过度使用,它可能会降低应用程序的速度,因为它在运行时解析所有类型。


Java反射非常强大,非常有用。Java反射使得在运行时检查类、接口、字段和方法成为可能,而不需要在编译时知道类、方法等的名称。还可以使用反射实例化新对象、调用方法和获取/设置字段值。

一个快速的Java反射示例,向您展示使用反射的样子:

Method[] methods = MyObject.class.getMethods();

    for(Method method : methods){
        System.out.println("method = " + method.getName());
    }

此示例从名为MyObject的类中获取Class对象。该示例使用类对象获取该类中方法的列表,迭代方法并打印出它们的名称。

这里解释了这一切的确切原理

编辑:差不多一年后,我在编辑这个答案,因为在阅读反思时,我很少再使用反思。

Spring使用bean配置,例如:

<bean id="someID" class="com.example.Foo">
    <property name="someField" value="someValue" />
</bean>

当Spring上下文处理这个<bean>元素时,它将使用Class.forName(String)和参数“com.example.Foo”来实例化该Class。

然后,它将再次使用反射为<property>元素获取适当的setter,并将其值设置为指定值。

Junit特别使用Reflection来测试Private/Protected方法。

对于私有方法,

Method method = targetClass.getDeclaredMethod(methodName, argClasses);
method.setAccessible(true);
return method.invoke(targetObject, argObjects);

对于私人领域,

Field field = targetClass.getDeclaredField(fieldName);
field.setAccessible(true);
field.set(object, value);

我只是想对所有列出的内容补充几点。

使用反射API,您可以为任何对象编写通用的toString()方法。

它可能对调试有用。

以下是一些示例:

class ObjectAnalyzer {

   private ArrayList<Object> visited = new ArrayList<Object>();

   /**
    * Converts an object to a string representation that lists all fields.
    * @param obj an object
    * @return a string with the object's class name and all field names and
    * values
    */
   public String toString(Object obj) {
      if (obj == null) return "null";
      if (visited.contains(obj)) return "...";
      visited.add(obj);
      Class cl = obj.getClass();
      if (cl == String.class) return (String) obj;
      if (cl.isArray()) {
         String r = cl.getComponentType() + "[]{";
         for (int i = 0; i < Array.getLength(obj); i++) {
            if (i > 0) r += ",";
            Object val = Array.get(obj, i);
            if (cl.getComponentType().isPrimitive()) r += val;
            else r += toString(val);
         }
         return r + "}";
      }

      String r = cl.getName();
      // inspect the fields of this class and all superclasses
      do {
         r += "[";
         Field[] fields = cl.getDeclaredFields();
         AccessibleObject.setAccessible(fields, true);
         // get the names and values of all fields
         for (Field f : fields) {
            if (!Modifier.isStatic(f.getModifiers())) {
               if (!r.endsWith("[")) r += ",";
               r += f.getName() + "=";
               try {
                  Class t = f.getType();
                  Object val = f.get(obj);
                  if (t.isPrimitive()) r += val;
                  else r += toString(val);
               } catch (Exception e) {
                  e.printStackTrace();
               }
            }
         }
         r += "]";
         cl = cl.getSuperclass();
      } while (cl != null);

      return r;
   }    
}

反射的使用

反射通常由需要检查或修改在Java虚拟机中运行的应用程序的运行时行为的程序使用。这是一个相对高级的特性,只有对语言基础有很强理解的开发人员才能使用。考虑到这一点,反射是一种强大的技术,可以使应用程序执行不可能执行的操作。

可扩展性功能

应用程序可以通过使用扩展性对象的完全限定名称创建扩展性对象实例来使用外部用户定义的类。类浏览器和可视化开发环境类浏览器需要能够枚举类的成员。可视化开发环境可以受益于利用反射中可用的类型信息来帮助开发人员编写正确的代码。调试器和测试工具调试器需要能够检查类中的私有成员。测试工具可以利用反射来系统地调用类上定义的可发现集合API,以确保测试套件中的代码覆盖率较高。

反射的缺点

反射是强大的,但不应滥用。如果可以在不使用反射的情况下执行一个操作,那么最好避免使用它。

性能开销

由于反射涉及动态解析的类型,因此无法执行某些Java虚拟机优化。因此,反射操作的性能比非反射操作慢,应该避免在性能敏感应用程序中频繁调用的代码段中使用。

安全性限制

反射需要在安全管理器下运行时可能不存在的运行时权限。对于必须在受限安全上下文(如Applet)中运行的代码,这是一个重要的考虑因素。

内部构件暴露

由于反射允许代码执行在非反射代码中非法的操作,例如访问私有字段和方法,因此使用反射可能会导致意外的副作用,这可能会导致代码功能失调,并可能破坏可移植性。反射代码打破了抽象,因此可能会随着平台的升级而改变行为。

来源:反射API


反射的简单示例。在国际象棋游戏中,您不知道用户在运行时会移动什么。反射可用于调用已在运行时实现的方法:

public class Test {

    public void firstMoveChoice(){
        System.out.println("First Move");
    } 
    public void secondMOveChoice(){
        System.out.println("Second Move");
    }
    public void thirdMoveChoice(){
        System.out.println("Third Move");
    }

    public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException { 
        Test test = new Test();
        Method[] method = test.getClass().getMethods();
        //firstMoveChoice
        method[0].invoke(test, null);
        //secondMoveChoice
        method[1].invoke(test, null);
        //thirdMoveChoice
        method[2].invoke(test, null);
    }

}

反射是让物体看到它们的外观。这个论点似乎与反思无关。事实上,这就是“自我识别”能力。

反射本身是指Java和C#等缺乏自我认知和自我感知能力的语言。因为他们没有自知之明的能力,当我们想要观察它的样子时,我们必须有另一件事来反思它的样子。优秀的动态语言,如Ruby和Python,可以在没有其他人帮助的情况下感知自己的反射。我们可以说,Java的对象在没有镜像的情况下无法感知它的样子,镜像是反射类的对象,但Python中的对象可以在没有镜像时感知它。这就是为什么我们需要在Java中进行反射。


从java文档页面

java.lang.reflect包提供了用于获取关于类和对象的反射信息的类和接口。反射允许编程访问有关已加载类的字段、方法和构造函数的信息,以及在安全限制内使用反射字段、方法或构造函数对其底层对应对象进行操作。

如果必要的ReflectPermission可用,AccessibleObject允许禁止访问检查。

此包中的类与java.lang.Class一起容纳调试器、解释器、对象检查器、类浏览器等应用程序,以及需要访问目标对象的公共成员(基于其运行时类)或给定类声明的成员的服务(如object Serialization和JavaBeans)

它包括以下功能。

获取类对象,检查类(字段、方法、构造函数)的财产,设置和获取字段值,调用方法,创建对象的新实例。

查看Class类公开的方法的文档链接。

本文(由Sosnoski Software Solutions,Inc总裁Dennis Sosnosiki撰写)和本文(security-explorations pdf):

与使用反射相比,我可以看到相当多的缺点

反射用户:

它提供了动态链接程序组件的多种方式它对于创建以非常通用的方式处理对象的库非常有用

反射的缺点:

当用于字段和方法访问时,反射比直接代码慢得多。它可以隐藏代码中的实际情况它绕过源代码会产生维护问题反射代码也比相应的直接代码更复杂它允许违反关键Java安全约束,例如作为数据访问保护和类型安全

一般滥用:

加载限制类,获取对受限类的构造函数、方法或字段的引用,创建新的对象实例、方法调用、获取或设置受限类的字段值。

看看这个关于滥用反射功能的SE问题:

如何在Java中读取私有字段?

摘要:

在系统代码中不安全地使用其功能也很容易导致Java安全模型的破坏。因此,谨慎使用此功能


反射使您能够编写更通用的代码。它允许您在运行时创建对象并在运行时调用其方法。因此,程序可以高度参数化。它还允许对对象和类进行内省,以检测其暴露于外部世界的变量和方法。


反射是一种API,用于在运行时检查或修改方法、类和接口的行为。

反射所需的类在java.lang.reflect包中提供。反射为我们提供了有关对象所属的类的信息,以及可以使用该对象执行的该类的方法。通过反射,我们可以在运行时调用方法,而不考虑与它们一起使用的访问说明符。

java.lang和java.lang.reflect包为java反射提供了类。

反射可用于获取以下信息:

类getClass()方法用于获取对象所属类的名称。构造函数getConstructors()方法用于获取对象所属类的公共构造函数。方法getMethods()方法用于获取对象所属类的公共方法。

反射API主要用于:

IDE(集成开发环境),例如Eclipse、MyEclipse、NetBeans等。调试器和测试工具等。

使用反射的优点:

可扩展性特性:应用程序可以通过使用扩展性对象的完全限定名称创建扩展性对象实例来使用外部用户定义的类。

调试和测试工具:调试器使用反射属性来检查类上的私有成员。

缺点:

性能开销:反射操作的性能低于非反射操作,应避免在性能敏感应用程序中频繁调用的代码段中使用。

内部暴露:反射代码打破了抽象,因此可能会随着平台的升级而改变行为。

参考:Java Reflection javareviewed.blogspot.in


正如名称本身所暗示的,它除了提供在运行时动态调用创建实例的方法的功能之外,还反映了它所持有的例如类方法等。

许多框架和应用程序都使用它来调用服务,而实际上并不知道代码。


我想举个例子来回答这个问题。首先,Hibernate项目使用反射API生成CRUD语句,以弥合运行应用程序和持久性存储之间的鸿沟。当域中的情况发生变化时,Hibernate必须了解这些情况,才能将其持久化到数据存储中,反之亦然。

另外,Lombok项目也可以。它只是在编译时注入代码,导致代码被插入到域类中。(我认为这对getter和setter来说是可以的)

Hibernate选择反射是因为它对应用程序的构建过程影响最小。

在Java7中,我们有MethodHandles,它用作反射API。在项目中,要使用记录器,我们只需复制粘贴下一个代码:

Logger LOGGER = Logger.getLogger(MethodHandles.lookup().lookupClass().getName());

因为在这种情况下很难出错。


我觉得最好用例子来解释,但没有一个答案能做到这一点。。。

使用反射的一个实际例子是用Java编写的Java语言服务器或用PHP编写的PHP语言服务器等。语言服务器为您的IDE提供自动完成、跳转到定义、上下文帮助、提示类型等功能。为了让所有标记名(可以自动完成的单词)在键入时显示所有可能的匹配项,语言服务器必须检查类的所有内容,包括文档块和私有成员。为此,它需要对所述阶级的反思。

另一个例子是私有方法的单元测试。这样做的一种方法是创建一个反射,并在测试的设置阶段将方法的范围更改为公开。当然,有人会认为不应该直接测试私有方法,但这不是重点。


重要的

从Java9开始,您不能再使用反射,除非package-info.Java打开模块以进行反射访问。

默认情况下,拒绝对模块中的所有包进行“反射”访问。

请参阅了解Java 9模块


我使用反射基于类名(String中的类名)创建一个对象,并调用该类的方法

Object obj = Class.forName(config.getClassPath())
                    .getDeclaredConstructor()
                    .newInstance();
Method method = obj.getClass().getMethod("getCustomer", SearchObject.class, ObjectConfig.class,
                HttpServletRequest.class);
method.invoke(obj, searchObject, config, request);

但一个主要问题是,如果您在该类上自动连线了某个对象,则该对象将被重新初始化为null