在Java中有这么一个很骚的技术，几乎贯穿了所有主流的框架，在所有主流框架的底层中你都可以看见它的身影，这个技术就是反射。关于反射，有很多小白会觉得很难，搞不清楚到底是怎么回事，也不知道该怎么用，今天壹哥就来教教你如何理解和使用Java的反射。

一. 反射概念

我们知道，在物理层面上，反射是一种光学现象，是指光在传播到不同物质时，在分界面上改变传播方向后又返回原来物质中的现象。

而在Java中，反射是一种机制，而不是一种现象。反射机制指的是程序在运行时能够动态获取类对象的属性，和调用类对象的方法。

Java中的编译类型有两种：

静态编译：在编译时确定类型，绑定对象即通过。

动态编译：运行时确定类型，绑定对象。动态编译最大限度地发挥了Java的灵活性，体现了多态的应用，可以减低类之间的耦合性。

使用反射可以赋予 JVM 动态编译的能力，否则类的元数据信息只能用静态编译的方式实现。

二. 反射API
在Java中，JDK为我们提供了一些反射相关的API，如下表所示：

接下来我们就来看看反射到底怎么用。

三. 具体使用

下面用一个案例来让大家感受一下反射的牛逼之处。

1. 常规实现

我们知道，在Java中的实体类总会有一些固定的方法，比如每个属性的 get()、set()方法，还有初始化属性创建对象的构造方法，打印对象信息的toString()等方法。假如我们在没有使用注解的情况下，需要创建2个普通的实体类：Cat、Dog，代码如下所示：

 public class Cat {
    private String name;
    private int age;
 
    public Cat() {
    }
    
    public Cat(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
 
    public String getName() {
        return name;
    }
 
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
 
    public int getAge() {
        return age;
    }
 
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
 
    @Override
    public String toString() {
        return "Cat{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

public class Dog{
    private String name;
    private int age;
 
    public Dog() {
    }
    public Dog(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
 
    public String getName() {
        return name;
    }
 
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
 
    public int getAge() {
        return age;
    }
 
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
 
    @Override
    public String toString() {
        return "Dog{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

我们想在案例代码中创建对象并打印对象信息，如下所示：

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args){
        Cat cat = new Cat("招财", 1);
        System.out.println(cat.toString());
 
        Dog dog = new Dog("旺财",2);
        System.out.println(dog.toString());
    }
}

在上面这两个实体类中，都存在着名字相同、但方法体不同的toString()方法。如果我们在实体类中不重写toString() ，直接通过对象调用 toString()，打印的结果不会是对象的信息。

我们可以使用反射给两个实体类，甚至更多的实体类自动加上toString()方法，从而达到减少代码量的目的。

2. 反射实现

2.1 创建父类BaseEntity

首先我们创建一个父类BaseEntity

public class BaseEntity {
    @Override
    public String toString() {
        //1.获取反射对象
        Class<? extends BaseEntity> clazz = this.getClass();
        //2.创建 StringBuffer 对象拼接字符串
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        //3.通过 getSimpleName() 获取类名并拼接
        sb.append(clazz.getSimpleName());
        //拼接大括号
        sb.append("{");
        //4.获取所有成员变量对象
        Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
        Object value = null;
        for (int i = 0; i < fields.length; i++) {
            //5.获取成员变量对象
            Field field = fields[i];
            //6.打开访问权限
            field.setAccessible(true);
            //7.通过 getName() 获取属性名并拼接
            sb.append(getName());
            sb.append("=");
            //8.通过 get() 传递 this 获取对象的属性值
            try {
                value = field.get(this);
            } catch (IllegalAccessException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //9.判断是否为 String 类型的属性，是则添加单引号
            if(field.getType() == String.class){
                sb.append("'");
                sb.append(value);
                sb.append("'");
            }else{
                sb.append(value);
            }
            //10.判断是否为最后一个属性对象
            if(i == fields.length-1){
                sb.append("}");
            }else{
                sb.append(", ");
            }
        }
        //11.通过 toString() 转换成字符串并返回
        return sb.toString();
    }
}

2.2 继承父类

然后将两个实体类 Cat 和 Dog，都继承 BaseEntity且不重写 toString()方法。

public class Cat extends BaseEntity{
    private String name;
    private int age;
 
    public Cat() {
    }
    
    public Cat(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
 
    public String getName() {
        return name;
    }
 
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
 
    public int getAge() {
        return age;
    }
 
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

public class Dog extends BaseEntity{
    private String name;
    private int age;
 
    public Dog() {
    }
    public Dog(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
 
    public String getName() {
        return name;
    }
 
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
 
    public int getAge() {
        return age;
    }
 
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

2.3 运行测试

接下来在案例类中创建对象并打印对象信息，这里会发现打印结果不再是之前没有 toString() 的情况，而是会分别打印出各自对象的信息。

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args){
        Cat cat = new Cat("招财", 1);
        System.out.println(cat.toString());
 
        Dog dog = new Dog("旺财",2);
        System.out.println(dog.toString());
    }
}

我们可以在以上案例中发现，toString()方法在运行状态时，通过反射获取了运行对象的类属性，进行了信息的拼接，从而达到了减少实体类代码量的目的，提高了代码的复用性。

四. 小结

使用反射技术，可以让我们进行动态的创建对象和编译，体现出很高的代码灵活性。但反射技术却对性能有一定的影响，它不如静态创建对象那样来得直接高效。所以反射既有好处也有缺点，但好处远大于缺点。