java中的反射机制

这里是pz阁下

2019-07-25

Weekly Post, java

七月的第四周，来写反射。

反射是java很有意思的机制，有一点注入灵魂的感觉。

写程序可以认为是女娲捏泥人的过程，女娲和了一团稀泥，揉捏出一个小人，放在地上，活了。

你设身处地想象一下，如果你是女娲造的其中一个小人，在落地之前一直都没有活。

那在你还没活的时候，你是不知道外面的世界长什么样子的，也不知道将来会遇到哪些小人。你不知道还有小王、小张、小李一起被造出来，你也不知道他们是什么样子的。

总之你只知道你自己的事情，你对其他的一无所知。

这就是你在活之前的状态。

写程序如果按照正常理解，就应该是程序运行，安分守己地完成自己的任务。

如果写了一个名叫 apple 的类，程序运行的时候， apple 就应该安分守己地做 apple 的事情，它不会知道，在程序中还有 banana 、 peach 、 watermelon ，也没有办法知道，除了自己以外的其他类能够做什么。

反射是做什么的呢？

就像是你刚被女娲捏出形状时，女娲对你说：“以后你将遇到一个叫‘小王’的人，记得找他玩。”然后你活了之后，果然找到了小王，愉快地跟他玩了起来。

程序在运行的时候，具有了访问别人的能力，甚至还能用别人的东西，这就是反射。

反射（reflect）是一个让人听了一头雾水的名字，但实际上确实也没有别的更好的表述方法，这就是一种比较难以形容的特性。如果暂时忘了这个名字，直接去理解这种特性，隐约理解之后再回来看反射这两个字，会稍微容易一些。

维基百科对于反射的描述，还是大概能看懂的，不然你试着搜搜百度百科的解释，当你精通概念之后回看才能勉强看懂。维基百科是这么说的：

在计算机科学中，反射是指计算机程序在运行时（Run time）可以访问、检测和修改它本身状态或行为的一种能力。用比喻来说，反射就是程序在运行的时候能够“观察”并且修改自己的行为。

java是一门具有动态性的语言，反射就是动态性的典型代表，这里的动态，说的就是程序正在运行。程序一边运行着，一边去查看自己的状态，然后做出修改，全程不停，就是动态。（但是java只能说有动态性，不能算动态语言）

反射的原理是较为复杂的，这里面涉及到java虚拟机相关的内容，我基本也是小白，尽量按照自己的理解写清楚。

打开编程软件之后，我首先创建一个文件，然后在里面写上一段代码，例如：

public class Hello {
	public static void main(String args[]){
		System.out.println("Hello word!");
	}
}

这个文件，它的文件名是Hello.java（就像是新建一个word文件，随便写了句话，保存之后文件名叫做Hello.doc一样），现在这个文件的后缀名是.java，这是我们的源代码文件。

你一定听过编译这个词，编译的意思是说，你写完代码之后，会有一种叫做编译器的东西帮我们把代码变成一堆010101……的二进制数字文件，也就是翻译成机器语言。编译器翻译完，会生成一个Hello.class文件，这时这个文件的后缀名是.class，这是我们的二进制流文件。

现在有了翻译给机器听的Hello.class文件之后，这个文件就要加载进java虚拟机当中，让电脑自己去读程序运行了。java虚拟机读取Hello.class文件的过程，是类加载过程。

我们今天说的反射，它的原理就是这个类加载过程。

反射前

类加载的具体过程比较复杂，涉及到java虚拟机的很多内容，我们来说简化的过程。

简单来说呢，.java文件里写了很多代码，但是归归类可以分成这么几种：

java虚拟机中，也有相对应的区域，来分类存放写好的代码（以二进制数字的形式）：

类加载就是一一对应，垃圾分类的过程。

反射就是要在垃圾分类之后，问垃圾管理员要垃圾。

你好，我是收废品的，请问有废易拉罐吗，给我一个。

我们再来重新看一下维基百科对于反射的定义：反射是指计算机程序在运行时可以访问、检测和修改它本身状态或行为的一种能力。

比如我想知道，某一个类，它叫什么，它有哪些成员变量。

java虚拟机会在类加载过程中，生成一个Class类的对象，比如我之前写的那个Hello.java文件，java虚拟机将实例化一个Hello对象，我们之后可用直接用这个对象的各个方法，来进行反射操作（我们终于走到反射了）。

Class testClass = Hello.class;
// 获取类的名字
testClass.getName();
// 获取类的成员方法
testClass.getDeclaredFields();

所以现在，我们通过反射，可以获知某一个类叫什么名字、父类是什么、限定符是什么、有什么成员变量、有什么构造方法……等等关于这个类的一切，我想知道什么，全都可以知道了。

那么我们现在梳理一下步骤：

如果Class类的功能，你觉得不够用，或者用起来不顺手，还有别的几种类可以去用，分别是Constructor（构造方法）、Field（成员变量）、Method（成员方法）和其他。

相关的方法列表有人帮忙总结出来了，详见下图。

1564150307754

参考文献：

第一篇怎么写的这么烂呜呜呜……不改了，没时间了，到新的一周了= =