要想理解反射的原理，首先要了解什么是類型信息。JAVA讓我們在運行時識別對象和類的信息，主要有兩種方式：一種是傳統的RTTI（Run-Time Type Identification)，它假定我們在編譯時已經知道了所有的類型信息；另一種是反射機制，它允許我們在運行時發現和使用類的信息。

使用的前提條件：必須先得到代表的字節碼的Class，Class類用于表示.class文件（字節碼）

一、反射的概述

JAVA反射機制是在運行狀態中，對于任意一個類，都能夠知道這個類的所有屬性和方法；對于任意一個對象，都能夠調用它的任意一個方法和屬性；這種動態獲取的信息以及動態調用對象的方法的功能稱為Java語言的反射機制。

要想解剖一個類，必須先要獲取到該類的字節碼文件對象。而解剖使用的就是Class類中的方法。所以先要獲取到每一個字節碼文件對應的Class類型的對象.。

反射就是把Java類中的各種成分映射成一個個的Java對象。

例如：

一個類有：成員變量、方法、構造方法、包等等信息，利用反射技術可以對一個類進行解剖，把各個組成部分映射成一個個對象。

（其實：一個類中這些成員方法、構造方法，在加入類中都有一個類來描述）

如圖是類的正常加載過程：反射的原理在于class對象。

熟悉一下加載的時候：Class對象的由來是將class文件讀入內存，并為之創建一個Class對象。

類的正常加載過程

二、反射的理解

反射之中包含了一個「反」字，所以想要解釋反射就必須先從「正」開始解釋。

一般情況下，我們使用某個類時必定知道它是什么類，是用來做什么的。于是我們直接對這個類進行實例化，之后使用這個類對象進行操作。

如：

Phone phone = new Phone(); //直接初始化，「正射」

phone.setPrice(4);

上面這樣子進行類對象的初始化，我們可以理解為「正」。

而反射則是一開始并不知道我要初始化的類對象是什么，自然也無法使用 new 關鍵字來創建對象了。

這時候，我們使用 JDK 提供的反射 API 進行反射調用：

Class clz = Class.forName("com.xxp.reflect.Phone");
Method method = clz.getMethod("setPrice", int.class);
Constructor constructor = clz.getConstructor();
Object object = constructor.newInstance();
method.invoke(object, 4);

上面兩段代碼的執行結果，其實是完全一樣的。但是其思路完全不一樣，第一段代碼在未運行時就已經確定了要運行的類（Phone），而第二段代碼則是在運行時通過字符串值才得知要運行的類（com.xxp.reflect.Phone）。

所以說什么是反射？反射就是在運行時才知道要操作的類是什么，并且可以在運行時獲取類的完整構造，并調用對應的方法。

一般情況下我們使用反射獲取一個對象的步驟：

//獲取類的 Class 對象實例

Class clz = Class.forName("com.xxp.api.Phone");

//根據 Class 對象實例獲取 Constructor 對象

Constructor phoneConstructor = clz.getConstructor();

//使用 Constructor 對象的 newInstance 方法獲取反射類對象

Object phoneObj = phoneConstructor.newInstance();

而如果要調用某一個方法，則需要經過下面的步驟：

//獲取方法的 Method 對象

Method setPriceMethod = clz.getMethod("setPrice", int.class);

//利用 invoke 方法調用方法

setPriceMethod.invoke(phoneObj, 6000);

到這里，我們已經能夠掌握反射的基本使用。但如果要進一步掌握反射，還需要對反射的常用 API 有更深入的理解。

三、反射的常用API

在 JDK 中，反射相關的 API 可以分為下面幾個方面：獲取反射的 Class 對象、通過反射創建類對象、通過反射獲取類屬性方法及構造器。

反射常用API：

獲取反射中的Class對象

在反射中，要獲取一個類或調用一個類的方法，我們首先需要獲取到該類的 Class 對象。

在 Java API 中，獲取 Class 類對象有三種方法：

使用 Class.forName 靜態方法。當知道某類的全路徑名時，可以使用此方法獲取 Class 類對象。用的最多，但可能拋出 ClassNotFoundException 異常。
Class c1 = Class.forName(“java.lang.String”);
直接通過類名.class 的方式得到，該方法最為安全可靠，程序性能更高。這說明任何一個類都有一個隱含的靜態成員變量 class。這種方法只適合在編譯前就知道操作的 Class。
Class c2 = String.class;
通過對象調用 getClass() 方法來獲取，通常應用在：比如你傳過來一個 Object類型的對象，而我不知道你具體是什么類，用這種方法。

String str = new String("Hello");

Class c3 = str.getClass();

需要注意的是：一個類在 JVM 中只會有一個 Class 實例，即我們對上面獲取的 c1、c2和c3進行 equals 比較，發現都是true。

通過反射創建類對象

通過反射創建類對象主要有兩種方式：通過 Class 對象的 newInstance() 方法、通過 Constructor 對象的 newInstance() 方法。

通過 Class 對象的 newInstance() 方法。
Class clz = Phone.class;
Phone phone = (Phone)clz.newInstance();
通過 Constructor 對象的 newInstance() 方法

Class clz = Phone.class;

Constructor constructor = clz.getConstructor();

Phone phone= (Phone)constructor.newInstance();

通過 Constructor 對象創建類對象可以選擇特定構造方法，而通過 Class 對象則只能使用默認的無參數構造方法。下面的代碼就調用了一個有參數的構造方法進行了類對象的初始化。

Class clz = Phone.class;

Constructor constructor = clz.getConstructor(String.class, int.class);

Phone phone = (Phone)constructor.newInstance("華為",6666);

通過反射獲取類屬性、方法、構造器

我們通過 Class 對象的 getFields() 方法可以獲取 Class 類的屬性，但無法獲取私有屬性。

Class clz = Phone.class;
Field[] fields = clz.getFields();
for (Field field : fields) {
 System.out.println(field.getName());
}

輸出結果是：

price

而如果使用 Class 對象的 getDeclaredFields() 方法則可以獲取包括私有屬性在內的所有屬性：

Class clz = Phone.class;
Field[] fields = clz.getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
 System.out.println(field.getName());
}

輸出結果是：

name

price

與獲取類屬性一樣，當我們去獲取類方法、類構造器時，如果要獲取私有方法或私有構造器，則必須使用有 declared 關鍵字的方法。

附：查閱 API 可以看到 Class 有很多方法：

getName()：獲得類的完整名字。

getFields()：獲得類的public類型的屬性。

getDeclaredFields()：獲得類的所有屬性。包括private 聲明的和繼承類

getMethods()：獲得類的public類型的方法。

getDeclaredMethods()：獲得類的所有方法。包括private 聲明的和繼承類

getMethod(String name, Class[] parameterTypes)：獲得類的特定方法，name參數指定方法的名字，parameterTypes 參數指定方法的參數類型。

getConstructors()：獲得類的public類型的構造方法。

getConstructor(Class[] parameterTypes)：獲得類的特定構造方法，parameterTypes 參數指定構造方法的參數類型。

newInstance()：通過類的不帶參數的構造方法創建這個類的一個對象。

四、反射源碼解析

當我們懂得了如何使用反射后，今天我們就來看看 JDK 源碼中是如何實現反射的。或許大家平時沒有使用過反射，但是在開發 Web 項目的時候會遇到過下面的異常：

java.lang.NullPointerException 
...
sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
 at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:369)

可以看到異常堆棧指出了異常在 Method 的第 369 的 invoke 方法中，其實這里指的 invoke 方法就是我們反射調用方法中的 invoke。

Method method = clz.getMethod("setPrice", int.class);

method.invoke(object, 6); //就是這里的invoke方法

例如我們經常使用的 Spring 配置中，經常會有相關 Bean 的配置：

<bean class="com.xxp.Phone">
</bean>

當我們在 XML 文件中配置了上面這段配置之后，Spring 便會在啟動的時候利用反射去加載對應的 Phone類。而當 Apple 類不存在或發生啟發異常時，異常堆棧便會將異常指向調用的 invoke 方法。

從這里可以看出，我們平常很多框架都使用了反射，而反射中最重要的就是 Method 類的 invoke 方法了。

五、反射總結

我們知道反射機制允許程序在運行時取得任何一個已知名稱的class的內部信息，包括包括其modifiers(修飾符)，fields(屬性)，methods(方法)等，并可于運行時改變fields內容或調用methods。那么我們便可以更靈活的編寫代碼，代碼可以在運行時裝配，無需在組件之間進行源代碼鏈接，降低代碼的耦合度；還有動態代理的實現；JDBC原生代碼注冊驅動；hibernate 的實體類；Spring的AOP等等。但是凡事都有兩面性，反射使用不當會造成很高的資源消耗！