面試官：Java 反射機(jī)制的應(yīng)用場(chǎng)景？

作者：Seven_Nee

來(lái)源：https://segmentfault.com/a/1190000010162647

近期在維護(hù)公司項(xiàng)目的時(shí)候遇到一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)閷?shí)體類(lèi)中的 set 方法涉及到了業(yè)務(wù)邏輯，因此在給對(duì)象賦值的過(guò)程中不能夠使用 set 方法，為了實(shí)現(xiàn)功能，所以采用了反射的機(jī)制給對(duì)象屬性賦值，借此機(jī)會(huì)也了解了反射的一些具體用法和使用場(chǎng)景，分以下兩點(diǎn)對(duì)反射進(jìn)行分析：

• 反射的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)
• 反射的應(yīng)用場(chǎng)景

反射的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)

個(gè)人理解，反射機(jī)制實(shí)際上就是上帝模式，如果說(shuō)方法的調(diào)用是 Java 正確的打開(kāi)方式，那反射機(jī)制就是上帝偷偷開(kāi)的后門(mén)，只要存在對(duì)應(yīng)的class，一切都能夠被調(diào)用。

那上帝為什么要打開(kāi)這個(gè)后門(mén)呢？

這涉及到了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的概念：

• 靜態(tài)編譯：在編譯時(shí)確定類(lèi)型，綁定對(duì)象
• 動(dòng)態(tài)編譯：運(yùn)行時(shí)確定類(lèi)型，綁定對(duì)象

兩者的區(qū)別在于，動(dòng)態(tài)編譯可以最大程度地支持多態(tài)，而多態(tài)最大的意義在于降低類(lèi)的耦合性，因此反射的優(yōu)點(diǎn)就很明顯了：解耦以及提高代碼的靈活性。

因此，反射的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)分別在于：

優(yōu)勢(shì)

運(yùn)行期類(lèi)型的判斷，動(dòng)態(tài)類(lèi)加載：提高代碼靈活度

劣勢(shì)

性能瓶頸：反射相當(dāng)于一系列解釋操作，通知 JVM 要做的事情，性能比直接的java代碼要慢很多。

反射的應(yīng)用場(chǎng)景

在我們平時(shí)的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中，基本上很少會(huì)直接使用到反射機(jī)制，但這不能說(shuō)明反射機(jī)制沒(méi)有用，實(shí)際上有很多設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)都與反射機(jī)制有關(guān)，例如模塊化的開(kāi)發(fā)，通過(guò)反射去調(diào)用對(duì)應(yīng)的字節(jié)碼。

動(dòng)態(tài)代理設(shè)計(jì)模式也采用了反射機(jī)制，還有我們?nèi)粘Ｊ褂玫?Spring／Hibernate 等框架，也是利用CGLIB 反射機(jī)制才得以實(shí)現(xiàn)，下面就舉例最常見(jiàn)的兩個(gè)例子，來(lái)說(shuō)明反射機(jī)制的強(qiáng)大之處。

JDBC 的數(shù)據(jù)庫(kù)的連接

在JDBC 的操作中，如果要想進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的連接，則必須按照以上的幾步完成

1. 通過(guò)Class.forName()加載數(shù)據(jù)庫(kù)的驅(qū)動(dòng)程序 （通過(guò)反射加載，前提是引入相關(guān)了Jar包）
2. 通過(guò) DriverManager 類(lèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的連接，連接的時(shí)候要輸入數(shù)據(jù)庫(kù)的連接地址、用戶(hù)名、密碼
3. 通過(guò)Connection 接口接收連接

public?class?ConnectionJDBC?{??
??
????/**?
?????*?@param?args?
?????*/??
????//驅(qū)動(dòng)程序就是之前在classpath中配置的JDBC的驅(qū)動(dòng)程序的JAR?包中??
????public?static?final?String?DBDRIVER?=?"com.mysql.jdbc.Driver";??
????//連接地址是由各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)生產(chǎn)商單獨(dú)提供的，所以需要單獨(dú)記住??
????public?static?final?String?DBURL?=?"jdbc:mysql://localhost:3306/test";??
????//連接數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶(hù)名??
????public?static?final?String?DBUSER?=?"root";??
????//連接數(shù)據(jù)庫(kù)的密碼??
????public?static?final?String?DBPASS?=?"";??
??????
??????
????public?static?void?main(String[]?args)?throws?Exception?{??
????????Connection?con?=?null;?//表示數(shù)據(jù)庫(kù)的連接對(duì)象??
????????Class.forName(DBDRIVER);?//1、使用CLASS?類(lèi)加載驅(qū)動(dòng)程序?,反射機(jī)制的體現(xiàn)?
????????con?=?DriverManager.getConnection(DBURL,DBUSER,DBPASS);?//2、連接數(shù)據(jù)庫(kù)??
????????System.out.println(con);??
????????con.close();?//?3、關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)??
????}??

Spring 框架的使用

在 Java的反射機(jī)制在做基礎(chǔ)框架的時(shí)候非常有用，行內(nèi)有一句這樣的老話(huà)：反射機(jī)制是Java框架的基石。一般應(yīng)用層面很少用，不過(guò)這種東西，現(xiàn)在很多開(kāi)源框架基本都已經(jīng)封裝好了，自己基本用不著寫(xiě)。

典型的除了hibernate之外，還有spring也用到很多反射機(jī)制。最經(jīng)典的就是xml的配置模式。

Spring 通過(guò) XML 配置模式裝載 Bean 的過(guò)程：

1. 將程序內(nèi)所有 XML 或 Properties 配置文件加載入內(nèi)存中
2. Java類(lèi)里面解析xml或properties里面的內(nèi)容，得到對(duì)應(yīng)實(shí)體類(lèi)的字節(jié)碼字符串以及相關(guān)的屬性信息
3. 使用反射機(jī)制，根據(jù)這個(gè)字符串獲得某個(gè)類(lèi)的Class實(shí)例
4. 動(dòng)態(tài)配置實(shí)例的屬性

Spring這樣做的好處是：

• 不用每一次都要在代碼里面去new或者做其他的事情
• 以后要改的話(huà)直接改配置文件，代碼維護(hù)起來(lái)就很方便了
• 有時(shí)為了適應(yīng)某些需求，Java類(lèi)里面不一定能直接調(diào)用另外的方法，可以通過(guò)反射機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)

模擬 Spring 加載 XML 配置文件：

public?class?BeanFactory?{
???????private?Map?beanMap?=?new?HashMap();
???????/**
???????*?bean工廠(chǎng)的初始化.
???????*?@param?xml?xml配置文件?
???????*/
???????public?void?init(String?xml)?{
??????????????try?{
?????????????????????//讀取指定的配置文件
?????????????????????SAXReader?reader?=?new?SAXReader();
?????????????????????ClassLoader?classLoader?=?Thread.currentThread().getContextClassLoader();
?????????????????????//從class目錄下獲取指定的xml文件
?????????????????????InputStream?ins?=?classLoader.getResourceAsStream(xml);
?????????????????????Document?doc?=?reader.read(ins);
?????????????????????Element?root?=?doc.getRootElement();??
?????????????????????Element?foo;
????????????????????
?????????????????????//遍歷bean
?????????????????????for?(Iterator?i?=?root.elementIterator("bean");?i.hasNext();)?{??
????????????????????????????foo?=?(Element)?i.next();
????????????????????????????//獲取bean的屬性id和class
????????????????????????????Attribute?id?=?foo.attribute("id");??
????????????????????????????Attribute?cls?=?foo.attribute("class");
???????????????????????????
????????????????????????????//利用Java反射機(jī)制，通過(guò)class的名稱(chēng)獲取Class對(duì)象
????????????????????????????Class?bean?=?Class.forName(cls.getText());
???????????????????????????
????????????????????????????//獲取對(duì)應(yīng)class的信息
????????????????????????????java.beans.BeanInfo?info?=?java.beans.Introspector.getBeanInfo(bean);
????????????????????????????//獲取其屬性描述
????????????????????????????java.beans.PropertyDescriptor?pd[]?=?info.getPropertyDescriptors();
????????????????????????????//設(shè)置值的方法
????????????????????????????Method?mSet?=?null;
????????????????????????????//創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象
????????????????????????????Object?obj?=?bean.newInstance();
???????????????????????????
????????????????????????????//遍歷該bean的property屬性
????????????????????????????for?(Iterator?ite?=?foo.elementIterator("property");?ite.hasNext();)?{??
???????????????????????????????????Element?foo2?=?(Element)?ite.next();
???????????????????????????????????//獲取該property的name屬性
???????????????????????????????????Attribute?name?=?foo2.attribute("name");
???????????????????????????????????String?value?=?null;
??????????????????????????????????
???????????????????????????????????//獲取該property的子元素value的值
???????????????????????????????????for(Iterator?ite1?=?foo2.elementIterator("value");?ite1.hasNext();)?{
??????????????????????????????????????????Element?node?=?(Element)?ite1.next();
??????????????????????????????????????????value?=?node.getText();
??????????????????????????????????????????break;
???????????????????????????????????}
??????????????????????????????????
???????????????????????????????????for?(int?k?=?0;?k???????????????????????????????????????????if?(pd[k].getName().equalsIgnoreCase(name.getText()))?{
?????????????????????????????????????????????????mSet?=?pd[k].getWriteMethod();
?????????????????????????????????????????????????//利用Java的反射極致調(diào)用對(duì)象的某個(gè)set方法，并將值設(shè)置進(jìn)去
?????????????????????????????????????????????????mSet.invoke(obj,?value);
??????????????????????????????????????????}
???????????????????????????????????}
????????????????????????????}
???????????????????????????
????????????????????????????//將對(duì)象放入beanMap中，其中key為id值，value為對(duì)象
????????????????????????????beanMap.put(id.getText(),?obj);
?????????????????????}
??????????????}?catch?(Exception?e)?{
?????????????????????System.out.println(e.toString());
??????????????}
???????}
??????
???????//other?codes
}