Java 的反射、内省，你会用吗？-51CTO.COM

你好，我是看山。

Java的反射和内省是两个在运行时操作类和对象的强大机制，它们之间存在关联和区别。很多时候我们用错了，就会有性能上的损失。

概念

反射（Reflection）

反射是Java语言的一个特性，允许程序在运行时检查和操作类、方法、字段等。反射可以动态地获取类的所有属性和方法，并且可以动态调用这些方法。

反射强调的是运行状态，即在程序运行时能够访问和修改类的状态或行为。反射提供了更底层的类结构和行为访问机制。

反射的核心类都在java.reflect包下，主要类如下：

图片

内省（Introspection）

内省是基于反射实现的，主要用于操作符合JavaBean规范的类。

JavaBean是一种特殊的Java类，通常用于封装多个属性为一个单一的对象。

内省机制通过反射获取属性描述器（PropertyDescriptor），然后可以方便地获取和设置属性值。

内省操作只针对JavaBean，只有符合JavaBean规则的类的成员才可以采用内省API进行操作。

内省的核心类在java.beans包下，主要类如下：

图片

关系与区别

适用范围：

反射可以操作任何类的所有成员，包括私有成员。

内省主要针对JavaBean，只能操作符合JavaBean规范的类的成员。

操作方式：
反射是先得到类的字节码（Class）后再进行各种操作。
内省是先得到属性描述器（PropertyDescriptor）后再进行各种操作。
复杂度：
反射提供了更底层的访问机制，使用起来相对复杂。
内省提供了一套比较简单和有层次的API，更专注于JavaBean的属性操作。
应用场景：
反射适用于需要动态获取和调用类信息的场景，如框架开发。
内省适用于需要操作JavaBean属性的场景。

来点小栗子

使用反射创建对象并调用方法

我们通过反射创建对象并调用指定方法：

public static void main(String[] args)
        throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException,
        IllegalAccessException, NoSuchFieldException {
    final Class<?> clazz = MyClass.class;
    // Class<?> clazz = new MyClass().getClass();
    // Class<?> clazz = Class.forName("cn.howardliu.tutorials.core.reflect.ReflectDemo.MyClass");

    final Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor();
    // Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor(String.class);
    final Object o = constructor.newInstance();

    final Field field = clazz.getDeclaredField("name");
    field.setAccessible(true);
    field.set(o, "看山");

    final Method method = clazz.getMethod("echoName");
    final Object result = method.invoke(o);
    System.out.println(result);
}

@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
publicstaticclass MyClass {
    private String name;

    public String echoName() {
        return name;
    }
}

首先，我们获取class对象，有三种方式：

通过类名直接获取：Class<?> clazz = MyClass.class;
通过实例获取：Class<?> clazz = new MyClass().getClass();
通过加载类：Class<?> clazz = Class.forName("cn.howardliu.tutorials.core.reflect.ReflectDemo.MyClass"); 。

然后获取构造器对象，使用Class对象的getConstructor()或getDeclaredConstructor()方法获取构造器对象。

无参构造函数：Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor();
有参构造函数：Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor(String.class); 。

使用newInstance()创建实体对象：final Object o = constructor.newInstance();。

示例中我们对name属性赋值，首先得获取Field对象，可以用getDeclaredField()或者getField()。

因为name属性是非public的，调用setAccessible设置可访问，然后赋值。

最后就是获取Method对象，使用invoke方法实现对象的动作。

以上就是反射常用的逻辑了。反射还提供了基于枚举的API，有需要的时候可以用一用。

通过内省给对象赋值

内省就是转为JavaBean准备的，主要包括下面几个类：

Introspector类：这是内省API的核心类，提供了获取BeanInfo对象的方法，例如Introspector.getBeanInfo()方法。
BeanInfo类：这个类包含了关于一个对象的所有Bean属性信息，包括属性的描述符（PropertyDescriptor）。
PropertyDescriptor类：表示一个JavaBean属性的信息，包括getter和setter方法。

以下是一个简单的示例，我们首先获取User的JavaBean信息BeanInfo，然后找到属性描述符PropertyDescriptor列表。

使用属性的读方法获取数据，使用写方法赋值。

public static void main(String[] args)
        throws IntrospectionException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
    final BeanInfo beanInfo = Introspector.getBeanInfo(User.class);
    final User user = new User();

    // 遍历所有属性描述符
    for (PropertyDescriptor prop : beanInfo.getPropertyDescriptors()) {
        System.out.println("Property Name: " + prop.getName());

        // 获取getter方法
        final Method readMethod = prop.getReadMethod();
        if (readMethod != null) {
            Object value = readMethod.invoke(user);
            System.out.println("Property Value: " + value);
        }

        if ("username".equals(prop.getName())) {
            // 获取setter方法
            final Method writeMethod = prop.getWriteMethod();
            if (writeMethod != null) {
                Object value = writeMethod.invoke(user, "看山");
                System.out.println("Property Value: " + value);
            }
        }
    }
    System.out.println(user);
}

@Data
publicstaticclass User {
    private String username;
}

在JavaBean的操作方面，内省确实比反射更方便。

文末总结

今天通过示例介绍了Java的反射和内省，下次我们看看在Bean赋值方面，两者的性能差异有多少。