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反射

反射（Reflection）是 Java 提供的一种机制，允许程序在运行时检查和操作类、方法、字段等元数据。本章将介绍反射的基本用法和常见应用场景。

1. 反射的基本概念

反射的核心类是 java.lang.Class，它表示一个类或接口的运行时信息。

获取 Class 对象

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// 通过类名获取
Class<?> clazz = Class.forName("java.lang.String");

// 通过对象获取
String str = "Hello";
Class<?> clazz = str.getClass();

// 通过字面量获取
Class<?> clazz = String.class;

2. 获取类的信息

获取类名

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String className = clazz.getName();
System.out.println(className); // java.lang.String

获取父类

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Class<?> superClass = clazz.getSuperclass();
System.out.println(superClass.getName()); // java.lang.Object

获取接口

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Class<?>[] interfaces = clazz.getInterfaces();
for (Class<?> iface : interfaces) {
    System.out.println(iface.getName());
}

3. 操作字段

获取字段

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Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
    System.out.println(field.getName());
}

设置字段值

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Object obj = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();
Field field = clazz.getDeclaredField("value");
field.setAccessible(true);
field.set(obj, "Hello".getBytes());

4. 操作方法

获取方法

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Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();
for (Method method : methods) {
    System.out.println(method.getName());
}

调用方法

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Method method = clazz.getMethod("substring", int.class, int.class);
String result = (String) method.invoke("Hello, World!", 0, 5);
System.out.println(result); // Hello

5. 构造对象

调用构造方法

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Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor(String.class);
Object obj = constructor.newInstance("Hello");
System.out.println(obj); // Hello

6. 反射的应用场景

  • 动态代理：实现 AOP（面向切面编程）。
  • 框架开发：如 Spring 的依赖注入。
  • 测试工具：如 JUnit 的测试用例加载。

7. 反射的局限性

  • 性能开销：反射操作比直接调用慢。
  • 安全限制：可能绕过访问控制（如私有字段）。

8. 总结

反射是 Java 强大的元编程工具，合理使用可以实现灵活的运行时行为，但需注意性能和安全性。