Java反射：框架設(shè)計的靈魂
01.解釋型語言和編譯型語言
解釋型語言：不需要編譯，在運行的時候逐行翻譯解釋；修改代碼時可以直接修改，可以快速部署，不過性能上會比編譯型語言稍差；比如 JavaScript、Python ；
編譯型語言：需要通過編譯器將源代碼編譯成機器碼才能執(zhí)行；編譯之后如果需要修改代碼，在執(zhí)行之前就需要重新編譯。比如 C 語言；
Java 嚴格來說也是編譯型語言，但又介于編譯型和解釋型之間；Java 不直接生成機器碼而是生成中間碼：編譯期間，是將源碼交給編譯器生成 class 文件（字節(jié)碼），這個過程中只做了翻譯的工作，并沒有把代碼放入內(nèi)存運行；當(dāng)進入運行期，字節(jié)碼才被 Java 虛擬機加載、解釋成機器語言并運行。
02.動態(tài)語言和靜態(tài)語言
動態(tài)語言：是指程序在運行時可以改變自身結(jié)構(gòu)，在運行時確定數(shù)據(jù)類型，一個對象是否能執(zhí)行某操作，只取決于它有沒有對應(yīng)的方法，而不在乎它是否是某種類型的對象；比如 JavaScript、Python。
靜態(tài)語言：相對于動態(tài)語言來說，在編譯時變量的數(shù)據(jù)類型就已經(jīng)確定（使用變量之前必須聲明數(shù)據(jù)類型），在編譯時就會進行類型是否匹配；比如 C 語言、Java ；
03.反射的概念
Java 反射機制：在運行過程中，對于任意一個類，都能知道其所有的屬性和方法；對于任意一個對象，都能調(diào)用其屬性和方法；這種動態(tài)獲取類信息和調(diào)用對象方法的功能，就是 Java 反射機制。
既然反射里面有一個“反”字，那么我們先看看何為“正”。
在 Java 中，要使用一個類中的某個方法，“正向”都是這樣的：
- ArrayList list = new ArrayList(); //實例化
- list.add("reflection"); //執(zhí)行方法
那么反向（反射）要如何實現(xiàn)？
- Class clz = Class.forName("java.util.ArrayList");
- Method method_add = clz.getMethod("add",Object.class);
- Constructor constructor = clz.getConstructor();
- Object object = constructor.newInstance();
- method_add.invoke(object, "reflection");
- Method method_get = clz.getMethod("get",int.class);
- System.out.println(method_get.invoke(object, 0));
兩段代碼執(zhí)行的結(jié)果是一樣的，但是“正向”代碼在編譯前，就已經(jīng)明確了要運行的類是什么（ArrayList），而第二段代碼，只有在代碼運行時，才知道運行的類是 java.util.ArrayList。
04.反射的作用
講到這里，有些同學(xué)可能會有疑問：“反射有什么用？我明明都已經(jīng)知道了要使用的類是 ArrayList ，我不能直接 new 一個對象然后執(zhí)行里面的方法么？”
當(dāng)然可以！不過很多場景中，在代碼運行之前并不知道需要使用哪個類，或者說在運行的時候才決定使用哪個類；
比如有這么一個功能：“調(diào)用阿里云的人臉識別 API ”；這還不簡單，參考對方的 API 文檔，很快就能實現(xiàn)。
- faceRecognition(Object faceImg){
- //調(diào)用阿里云的人臉識別 API
- }
上線一個月后，領(lǐng)導(dǎo)說：“咱公司開始和騰訊云合作了，人臉識別的接口改一下吧”。
- faceRecognition(Object faceImg){
- //調(diào)用騰訊云的人臉識別 API
- }
修改上線運行了兩個月，領(lǐng)導(dǎo)說：“換回來吧”... ...
當(dāng)然有聰明的程序員會想到設(shè)置一個開關(guān)配置，讓開關(guān)決定走哪段代碼邏輯，如果領(lǐng)導(dǎo)哪天想變成亞馬遜云的服務(wù)，繼續(xù)寫 if-else 就好了：
- faceRecognition(Object faceImg){
- if("AL".equals(configStr)){
- //調(diào)用阿里云的人臉識別 API
- }else if("TX".equals(configStr)){
- //調(diào)用騰訊云的人臉識別 API
- }else if("AM".equals(configStr)){
- //調(diào)用亞馬遜云的人臉識別 API
- }
- }
不過還有一種更好的方法：
1. 定義一個接口：
- interface FaceRecognitionInterface(){
- faceRecognition(Object faceImg) ;
- }
2. 多個實現(xiàn)類：
- class ALFaceRecognition implements FaceRecognitionInterface{
- //調(diào)用阿里云的人臉識別 API 的實現(xiàn)
- }
- class TXFaceRecognition implements FaceRecognitionInterface{
- //調(diào)用騰訊云的人臉識別 API 的實現(xiàn)
- }
3. 在調(diào)用人臉識別功能的代碼中：
- String configStr = "讀取配置，走阿里云還是騰訊云";
- FaceRecognitionInterface faceRe = Class.forName(configStr).newInstance();
- faceRe.faceRecognition(faceImg);
如果上面這個例子，你依然覺得在調(diào)用方法中做 if-else 判斷，和使用反射實現(xiàn)并沒有差太多，但是如果程序員 A 提供接口，程序員 B 提供實現(xiàn)，程序員 C 寫客戶端呢？
回憶一下 JDBC 的使用，比如創(chuàng)建一個連接：
- public Connection getConnection() throws Exception{
- Connection conn = null;
- //初始化驅(qū)動類
- Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
- conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://url","root", "admin");
- return conn;
- }
其中：
- 程序員 A 提供接口：Oracle 公司（之前的 Sun）提供 JDBC 標(biāo)準(zhǔn)（接口）。
- 程序員 B 提供實現(xiàn)：各個數(shù)據(jù)庫廠商提供針對自家數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)。
- 程序員 C 寫客戶端：我等碼農(nóng)在 Java 中敲代碼訪問數(shù)據(jù)庫。
總結(jié)一下Java 反射的作用：可以設(shè)計出更為通用和靈活的架構(gòu)，很多框架為了保證其通用性，可以根據(jù)配置加載不用的類，這時候要用到反射。除此之外：
- 動態(tài)代理：在不改變目標(biāo)對象方法的情況下對方法進行增強，比如使用 AOP 攔截某些方法打印日志，這就需要通過反射執(zhí)行方法中的內(nèi)容。
- 注解：利用反射機制，獲取注解并執(zhí)行對應(yīng)的行為。
05.用反射的用法
上文中我們知道了 Java 運行期的源文件是 class 文件（字節(jié)碼），所以要使用反射，那么就需要獲取到字節(jié)碼文件對象，在 Java 中，獲取字節(jié)碼文件對象有三種方式：
- 調(diào)用某個類的 class 屬性：類名.class
- 調(diào)用對象的 getClass() 方法：對象.getClass()
- 使用 Class 類中的 forName() 靜態(tài)方法：Class.forName(類的全路徑) ，建議使用這種方法
java.lang.reflect 類庫提供了對反射的支持：
- Field ：可以使用 get 和 set 方法讀取和修改對象的屬性；
- Method ：可以使用 invoke() 方法調(diào)用對象中的方法；
- Constructor ：可以用 newInstance() 創(chuàng)建新的對象。
06.反射的優(yōu)缺點
優(yōu)點：在運行時動態(tài)獲取類和對象中的內(nèi)容，極大地提高系統(tǒng)的靈活性和擴展性；夸張一些說，反射是框架設(shè)計的靈魂。
缺點：會有一定的性能損耗，JVM 無法對這些代碼進行優(yōu)化；破壞類的封裝性。
總之，可能大家在平時的開發(fā)過程中，感覺自己并沒有寫過反射相關(guān)的代碼，但是在我們用到的各種開源框架中，反射無處不在。
