版權聲明：本文為部落客原創文章，轉載請注明出處，歡迎交流學習！
Java反射機制是Java語言中一種很重要的機制，可能在工作中用到的機會不多，但是在很多架構中都有用到這種機制。我們知道Java是一門靜态語言，在程式編譯時變量的資料類型都已經确定，那麼在Java運作時環境中，對于任意一個類，我們能否知道這個類有哪些屬性和方法？對于任意一個對象，能否調用它的任意一個方法？答案是肯定的。這種動态擷取類的資訊以及動态調用對象的方法的功能來自于Java的反射機制（Reflection）。
1、Java反射機制提供的功能
主要提供了以下幾個功能：
1）在運作時判斷任意一個對象所屬的類；
2）在運作時構造任意一個類的對象；
3）在運作時判斷任意一個類所具有的成員變量和方法；
4）在運作時調用任意一個對象的方法。
反射讓Java具有了動态的特性，這種機制允許程式在運作時透過Reflection API擷取任意一個已知名稱的類的内部資訊，包括成員變量（fields）、方法（methods）、實作的接口（interfaces）、Java語言修飾符（modifiers）以及它的父類（superclass）等等，并可在運作時改變成員變量的内容或調用方法。
2、Java Reflection API
在JDK中，提供了以下類來實作Java反射機制，這些類都位于java.lang.reflect包下：
Class類：代表一個類（注意：Class類位于java.lang包下）；
Field類：代表類的成員變量；
Method類：代表類的方法；
Constructor類：代表類的構造方法；
Array類：提供了動态建立數組，以及通路數組的元素的靜态方法。
通過API提供的這些類裡的方法，我們可以動态擷取想要的類的内部資訊。
3、擷取類的Class對象
Class類的執行個體表示正在運作的Java程式中的類和接口，每一個類都有對應的Class對象，不管一個類生成了多少個對象，這些對象都對應記憶體裡的同一個Class對象。Class類沒有public的構造方法，Class對象是在加載類時由Java虛拟機自動建構的。
有以下幾種方式來擷取一個類的Class對象：
1）Class類提供的靜态方法：forName(String className)，參數className表示所需類的完全限定名。
2）運用.class文法
3）Object類提供的方法：getClass()
4、擷取類的Field（成員變量）對象
類的每一個成員變量都對應一個Field對象，Class類提供了以下方法來擷取類的成員變量對應的Field對象：
1）Field getDeclaredField(String name)：根據傳入的變量名稱傳回此Class對象所表示的類或接口中聲明的變量對應的Field對象。
2）Field[] getDeclaredFields()：傳回一個Field類型的數組，包含此Class對象所表示的類或接口中聲明的所有變量的Field對象。
3）Field getField(String name)：根據傳入的變量名傳回一個Field對象，注意與getDeclaredField(String name)不同的是，此方法傳回的是public變量對應的Field對象。
4）Field[] getFields()：傳回一個Field類型的數組，注意與Field[] getDeclaredFields()方法不同的是，此方法傳回的是所有public變量對應的Field對象。
代碼示例：
輸出結果：
從結果輸出可以看出getDeclaredFields()與getFields()的差別：getDeclaredFields()傳回的是所有屬性的Field對象；而getFields()傳回的是聲明為public的屬性的Field對象。
5、擷取類的Method對象
類中的每一個方法都對應一個Method對象，Class類提供了以下方法來擷取類中的方法對應的Method對象：
1）Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)：傳回一個Method對象，參數name表示方法名，可變參數parameterTypes是一個Class對象的數組，代表方法的參數的Class類型；
2）Method[] getDeclaredMethods()：傳回Method對象的一個數組，這些對象反映此Class對象所表示的類或接口聲明的所有方法，包括公共、保護、預設通路和私有方法，但不包括繼承的方法；
3）Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)：傳回一個Method對象，注意和此Method對象對應的方法是公共(public)方法；
4）Method[] getMethods()：傳回一個Method數組，這些對象反映此Class對象所表示的類或接口中聲明的公共(public)方法（也包括父類或父接口中聲明的public方法）。
代碼示例：
6、用反射機制調用對象的方法
Java反射機制可以在運作時動态調用類中的方法，Java Reflection API提供了我們所需的方法來完成動态調用。要想調用類中的方法首先要建立一個對象，我們通過類的Class對象來建立它所代表的類的執行個體，通過Class對象我們還能獲得類中聲明的方法的Method對象，Method類提供了Invoke方法來調用此Method對象所表示的方法。反射機制調用方法代碼示例如下：
7、用反射機制調用類的私有方法
我們知道正常情況下一個類的私有方法隻允許這個類本身來調用，但使用反射機制能打破這種通路限制，讓其他的類也能調用這個類的私有的方法。這種場景在實際開發中很少用到，Java也不提倡這種用法。代碼示例如下：
Method、Field、Constructor類有一個共同的父類AccessibleObject類，它提供了将反射的對象标記為在使用時取消預設Java語言通路控制檢查的能力。在上面的代碼中，我們在反射對象Method中設定accessible标志，它允許程式以某種通常禁止的方式來操作對象。
8、用反射機制操作類的私有變量
與前面調用類的私有方法類似，通過反射我們還能操作類的私有變量，代碼示例如下：
以上這些内容，我介紹了Java反射機制的中涉及的主要的幾個類以及這些類的基本用法，這些類中還有很多的方法，大家可以通過檢視API進行了解，用法都很簡單。Java反射機制在很多架構的底層實作中有用到，還有一種很重要的設計模式也用到了反射，那就是代理模式中的動态代理，了解了動态代理模式的思想對我們研究架構有很大幫助，我會在後面的部落格中介紹這些内容，歡迎大家共同探讨。