JAVA語(yǔ)言中的反射機(jī)制是什么

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1、什么是反射？

在java開發(fā)中有一個(gè)非常重要的概念就是java反射機(jī)制，也是java的重要特征之一。

反射的概念是由Smith在1982年首次提出的，主要是指程序可以訪問、檢測(cè)和修改它本身狀態(tài)或行為的一種能力，通過反射可以調(diào)用私有方法和私有屬性，大部分框架也都是運(yùn)用反射原理的。

Reflection（反射)是被視為動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的關(guān)鍵，反射機(jī)制允許程序在執(zhí)行期借助于Reflection API取得任何
類的內(nèi)部信息，并能直接操作任意對(duì)象的內(nèi)部屬性及方法。

一個(gè)類有多個(gè)組成部分，例如：成員變量、方法、構(gòu)造方法等，反射就是加載類,并解剖出類的各個(gè)組成部分。

2、反射能夠干什么？

Java的反射機(jī)制它知道類的基本結(jié)構(gòu)，這種對(duì)Java類結(jié)構(gòu)探知的能力，我們稱為Java類的“自審”。如eclipse中，一按點(diǎn)，編譯工具就會(huì)自動(dòng)的把該對(duì)象能夠使用的所有的方法和屬性全部都列出來，供用戶進(jìn)行選擇。這就是利用了Java反射的原理，是對(duì)我們創(chuàng)建對(duì)象的探知、自審。

反射能夠做到：

• 在運(yùn)行時(shí)判斷任意一個(gè)對(duì)象所屬的類；

• 在運(yùn)行時(shí)構(gòu)造任意一個(gè)類的對(duì)象；

• 在運(yùn)行時(shí)判斷任意一個(gè)類所具有的成員變量和方法；

• 在運(yùn)行時(shí)獲取泛型信息；

• 在運(yùn)行時(shí)調(diào)用任意一個(gè)對(duì)象的成員變量和方法；

• 在運(yùn)行是處理注解；

• 生成動(dòng)態(tài)代理；

3、反射相關(guān)API 

• java.lang.Class:反射的源頭

• java.lang.reflect.Method:方法

• java.lang.reflect.Field：屬性

• java.lang.reflect.Constructor：構(gòu)造器…

4、Class類的理解

(1)、介紹：

程序經(jīng)過javac.exe命令以后，會(huì)生成一個(gè)或多個(gè)字節(jié)碼文件(.class結(jié)尾)。接著我們使用java.exe命令對(duì)某個(gè)字節(jié)碼文件進(jìn)行解釋運(yùn)行。相當(dāng)于將某個(gè)字節(jié)碼文件加載到內(nèi)存中。此過程就稱為類的加載。加載到內(nèi)存中的類，我們就稱為運(yùn)行時(shí)類，此運(yùn)行時(shí)類，就作為Class的一個(gè)實(shí)例。

換句話說，Class的實(shí)例就對(duì)應(yīng)著一個(gè)運(yùn)行時(shí)類。

加載到內(nèi)存中的運(yùn)行時(shí)類，會(huì)緩存一定的時(shí)間。在此時(shí)間之內(nèi)，我們可以通過不同的方式
來獲取此運(yùn)行時(shí)類。

(2)、類的加載過程：

①加載：

在我們new對(duì)象或者使用Class.forName("包名.類")時(shí)類加載器（ClassLoader）會(huì)將類加載到內(nèi)存中，并且創(chuàng)建一個(gè)Class對(duì)象

如何獲取Class對(duì)象?

JAVA

• 類.class

• 對(duì)象.getClass()

• Class.forName(“包名.類”);

②鏈接：

鏈接所做的工作主要是驗(yàn)證字節(jié)碼是否合法，為static 分配內(nèi)存空間并且初始化（并非真正的初始化，只是將對(duì)應(yīng)類型的變量給上默認(rèn)值，比如int給0，double給0.0），解析

③初始化

真正的初始化

④使用

類的正常使用

⑤卸載

從內(nèi)存中卸載（不需要我們關(guān)心何時(shí)卸載，由JVM去做）

(3)類加載器

類(CLASS) 只有被加載到 JVM 中后才能運(yùn)行。當(dāng)運(yùn)行指定程序時(shí)，JVM會(huì)將編譯生成的.class文件按照需求和一定的規(guī)則加載到內(nèi)存中，組織成為一個(gè)完整的Java應(yīng)用程序。這個(gè)加載的過程是由類加載器來完成的，具體來說，就是由ClassLoader和它的子類來實(shí)現(xiàn)的。類加載器本身也是一個(gè)類，其實(shí)質(zhì)是把類文件從硬盤讀取到內(nèi)存中！

類加載器的分類：

1.BootStrap：主要負(fù)責(zé)加載核心的類庫(kù)(java.lang.*等)，構(gòu)造ExtClassLoader和APPClassLoader；

2.ExtClassLoader：主要負(fù)責(zé)加載jre/lib/ext目錄下的一些擴(kuò)展的jar包；

3.AppClassLoader：主要負(fù)責(zé)加載應(yīng)用程序的主函數(shù)類（自己編寫的java文件是這個(gè)類加載器加載的）；

System.out.println("app:" + System.getProperty("java.class.path"));
System.out.println("ext:" + System.getProperty("java.ext.dirs"));
System.out.println("----bootstrap---");
String[] str = System.getProperty("sun.boot.class.path").split(";");

for (String s : str) {
    System.out.println(s);
}

雙親委托（派)機(jī)制：

當(dāng)一個(gè)Hello.class這樣的文件要被加載時(shí)。不考慮我們自定義類加載器，首先會(huì)在AppClassLoader中檢查是否加載過，如果有那就無需再加載了。如果沒有，那么會(huì)拿到父加載器，然后調(diào)用父加載器的loadClass方法。父類中同理也會(huì)先檢查自己是否已經(jīng)加載過，如果沒有再往上。注意這個(gè)類似遞歸的過程，直到到達(dá)Bootstrap classLoader之前，都是在檢查是否加載過，并不會(huì)選擇自己去加載。直到BootstrapClassLoader，已經(jīng)沒有父加載器了，這時(shí)候開始考慮自己是否能加載了，如果自己無法加載，會(huì)下沉到子加載器去加載，一直到最底層，如果沒有任何加載器能加載，就會(huì)拋出ClassNotFoundException。那么有人就有下面這種疑問了？

為什么要設(shè)計(jì)這種機(jī)制

這種設(shè)計(jì)有個(gè)好處是，如果有人想替換系統(tǒng)級(jí)別的類：String.java。篡改它的實(shí)現(xiàn)，在這種機(jī)制下這些系統(tǒng)的類已經(jīng)被Bootstrap classLoader加載過了（為什么？因?yàn)楫?dāng)一個(gè)類需要加載的時(shí)候，最先去嘗試加載的就是BootstrapClassLoader），所以其他類加載器并沒有機(jī)會(huì)再去加載，從一定程度上防止了危險(xiǎn)代碼的植入。

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