学会反射后，我被录取了（干货）

冷不防 2021-09-01 06:34 362阅读 0赞

反射是一个非常重要的知识点，在学习`Spring 框架`时，Bean的初始化用到了反射，在`破坏单例模式`时也用到了反射，在`获取标注的注解`时也会用到反射······

当然了，反射在日常开发中，我们没碰到过多少，至少我没怎么用过。但面试是**造火箭**现场，可爱的面试官们又怎会轻易地放过我们呢？反射是开源框架中的一个重要设计理念，在源码分析中少不了它的身影，所以，今天我会尽量用浅显易懂的语言，让你去理解下面这几点：

（1）反射的思想以及它的作用: **概念篇**

（2）反射的基本使用及应用场景: **应用篇**

（3）使用反射能给我们编码时带来的优势以及存在的缺陷: **分析篇**

我把 Java基础相关的文章整理成了 PDF，关注微信公众号 Java后端，回复 666 下载。

## 反射的思想及作用 ##

有反必有正，就像世间的阴和阳，计算机的0和1一样。天道有轮回，苍天...（净会在这瞎bibi）

在学习反射之前，先来了解**正射**是什么。我们平常用的最多的 `new` 方式实例化对象的方式就是一种正射的体现。假如我需要实例化一个`HashMap`，代码就会是这样子。

Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
    map.put(1, 1);

某一天发现，该段程序不适合用 HashMap 存储键值对，更倾向于用`LinkedHashMap`存储。重新编写代码后变成下面这个样子。

Map<Integer, Integer> map = new LinkedHashMap<>();
    map.put(1, 1);

假如又有一天，发现数据还是适合用 HashMap来存储，难道又要重新修改源码吗？

> “
> 
> 发现问题了吗？我们每次改变一种需求，都要去重新**修改源码**，然后对代码进行编译，打包，再到 JVM 上重启项目。这么些步骤下来，效率非常低。

![format_png][]

对于这种**需求频繁变更但变更不大**的场景，频繁地更改源码肯定是一种不允许的操作，我们可以使用一个`开关`，判断什么时候使用哪一种数据结构。

public Map<Integer, Integer> getMap(String param) {
        Map<Integer, Integer> map = null;
        if (param.equals("HashMap")) {
            map = new HashMap<>();
        } else if (param.equals("LinkedHashMap")) {
            map = new LinkedHashMap<>();
        } else if (param.equals("WeakHashMap")) {
            map = new WeakHashMap<>();
        }
        return map;
    }

通过传入参数`param`决定使用哪一种数据结构，可以在项目运行时，通过**动态传入参数**决定使用哪一个数据结构。

如果某一天还想用`TreeMap`，还是避免不了修改源码，重新编译执行的弊端。这个时候，**反射**就派上用场了。

在代码运行之前，我们**不确定**将来会使用哪一种数据结构，只有在程序**运行时才决定**使用哪一个数据类，而`反射`可以在**程序运行过程**中动态**获取类信息**和**调用类方法**。通过反射构造类实例，代码会演变成下面这样。

public Map<Integer, Integer> getMap(String className) {
        Class clazz = Class.forName(className);
        Consructor con = clazz.getConstructor();
        return (Map<Integer, Integer>) con.newInstance();
    }

无论使用什么 Map，只要实现了`Map接口`，就可以使用`全类名路径`传入到方法中，获得对应的 Map 实例。例如java.util.HashMap / java.util.LinkedHashMap····如果要创建其它类例如`WeakHashMap`，我也**不需要修改上面这段源码**。

我们来回顾一下如何从 `new` 一个对象引出使用`反射`的。

*  在不使用反射时，构造对象使用 new 方式实现，这种方式在**编译期**就可以把对象的类型确定下来。
 *  如果需求发生变更，需要构造另一个对象，则需要修改源码，非常不优雅，所以我们通过使用`开关`，在程序运行时判断需要构造哪一个对象，在运行时可以**变更开关**来实例化不同的数据结构。
 *  如果还有其它扩展的类有可能被使用，就会创建出**非常多的分支**，且在编码时不知道有什么其他的类被使用到，假如日后`Map`接口下多了一个集合类是`xxxHashMap`，还得创建分支，此时引出了反射：可以在`运行时`才确定使用哪一个数据类，在切换类时，无需重新修改源码、编译程序。

第一章总结：

*  反射的**思想**：**在程序运行过程中确定和解析数据类的类型。**
 *  反射的**作用**：对于在`编译期`无法确定使用哪个数据类的场景，通过`反射`可以在程序运行时**构造出不同的数据类实例**。

## 反射的基本使用 ##

Java 反射的主要组成部分有4个：

*  `Class`：任何运行在内存中的所有类都是该 Class 类的实例对象，每个 Class 类对象内部都包含了本来的**所有信息**。记着一句话，通过反射干任何事，先找 Class 准没错！
 *  `Field`：描述一个类的**属性**，内部包含了该属性的所有信息，例如**数据类型，属性名，访问修饰符**······
 *  `Constructor`：描述一个类的**构造方法**，内部包含了构造方法的所有信息，例如**参数类型，参数名字，访问修饰符**······
 *  `Method`：描述一个类的**所有方法**（包括抽象方法），内部包含了该方法的所有信息，与`Constructor`类似，不同之处是 Method 拥有**返回值类型**信息，因为构造方法是没有返回值的。

我总结了一张脑图，放在了下面，如果用到了反射，离不开这核心的`4`个类，只有去了解它们内部提供了哪些信息，有什么作用，运用它们的时候才能**易如反掌**。

![format_png 1][]

我们在学习反射的基本使用时，我会用一个`SmallPineapple`类作为模板进行说明，首先我们先来熟悉这个类的基本组成：**属性，构造函数和方法**

public class SmallPineapple {
        public String name;
        public int age;
        private double weight; // 体重只有自己知道
        
        public SmallPineapple() {}
        
        public SmallPineapple(String name, int age) {
            this.name = name;
            this.age = age;
        }
        public void getInfo() {
            System.out.print("["+ name + " 的年龄是：" + age + "]");
        }
    }

反射中的用法有非常非常多，常见的功能有以下这几个：

*  在运行时获取一个类的 **Class 对象**
 *  在运行时构造一个类的**实例化对象**
 *  在运行时获取一个类的所有信息：**变量、方法、构造器、注解**

### 获取类的 Class 对象 ###

在 Java 中，每一个类都会有专属于自己的 Class 对象，当我们编写完`.java`文件后，使用`javac`编译后，就会产生一个字节码文件`.class`，在字节码文件中包含类的所有信息，如`属性`，`构造方法`，`方法`······当字节码文件被装载进虚拟机执行时，会在内存中生成 Class 对象，它包含了该类内部的所有信息，在程序运行时可以获取这些信息。

获取 Class 对象的方法有`3`种：

*  `类名.class`：这种获取方式只有在`编译`前已经声明了该类的类型才能获取到 Class 对象

Class clazz = SmallPineapple.class;

*  `实例.getClass()`：通过实例化对象获取该实例的 Class 对象

SmallPineapple sp = new SmallPineapple();
    Class clazz = sp.getClass();

*  `Class.forName(className)`：通过类的**全限定名**获取该类的 Class 对象

Class clazz = Class.forName("com.bean.smallpineapple");

拿到 `Class`对象就可以对它为所欲为了：剥开它的皮（获取**类信息**）、指挥它做事（调用它的**方法**），看透它的一切（获取**属性**），总之它就没有隐私了。

不过在程序中，每个类的 Class 对象只有一个，也就是说你只有这一个`奴隶`。我们用上面三种方式测试，通过三种方式打印各个 `Class` 对象都是相同的。

Class clazz1 = Class.forName("com.bean.SmallPineapple");
    Class clazz2 = SmallPineapple.class;
    SmallPineapple instance = new SmallPineapple();
    Class clazz3 = instance.getClass();
    System.out.println("Class.forName() == SmallPineapple.class:" + (clazz1 == clazz2));
    System.out.println("Class.forName() == instance.getClass():" + (clazz1 == clazz3));
    System.out.println("instance.getClass() == SmallPineapple.class:" + (clazz2 == clazz3));

![format_png 2][]

> “
> 
> 内存中只有一个 Class 对象的原因要牵扯到 `JVM 类加载机制`的`双亲委派模型`，它保证了程序运行时，`加载类`时每个类在内存中仅会产生一个`Class对象`。在这里我不打算详细展开说明，可以简单地理解为 JVM 帮我们保证了**一个类在内存中至多存在一个 Class 对象**。

### 构造类的实例化对象 ###

通过反射构造一个类的实例方式有`2`种：

*  Class 对象调用`newInstance()`方法

Class clazz = Class.forName("com.bean.SmallPineapple");
    SmallPineapple smallPineapple = (SmallPineapple) clazz.newInstance();
    smallPineapple.getInfo();
    // [null 的年龄是：0]

即使 SmallPineapple 已经显式定义了构造方法，通过 newInstance()  创建的实例中，所有属性值都是对应类型的`初始值`，因为 newInstance() 构造实例会**调用默认无参构造器**。

*  Constructor 构造器调用`newInstance()`方法

Class clazz = Class.forName("com.bean.SmallPineapple");
    Constructor constructor = clazz.getConstructor(String.class, int.class);
    constructor.setAccessible(true);
    SmallPineapple smallPineapple2 = (SmallPineapple) constructor.newInstance("小菠萝", 21);
    smallPineapple2.getInfo();
    // [小菠萝 的年龄是：21]

通过 getConstructor(Object... paramTypes) 方法指定获取**指定参数类型**的 Constructor， Constructor 调用 newInstance(Object... paramValues) 时传入构造方法参数的值，同样可以构造一个实例，且内部属性已经被赋值。

通过`Class`对象调用 newInstance() 会走**默认无参构造方法**，如果想通过**显式构造方法**构造实例，需要提前从Class中调用`getConstructor()`方法获取对应的构造器，通过构造器去实例化对象。

> “
> 
> 这些 API 是在开发当中最常遇到的，当然还有非常多重载的方法，本文由于篇幅原因，且如果每个方法都一一讲解，我们也记不住，所以用到的时候去类里面查找就已经足够了。

### 获取一个类的所有信息 ###

**Class 对象中包含了该类的所有信息，在编译期我们能看到的信息就是该类的变量、方法、构造器，在运行时最常被获取的也是这些信息。**

![format_png 3][]

###    获取类中的变量（Field） ###

*  Field\[\] getFields()：获取类中所有被`public`修饰的所有变量
 *  Field getField(String name)：根据**变量名**获取类中的一个变量，该**变量必须被public修饰**
 *  Field\[\] getDeclaredFields()：获取类中所有的变量，但**无法获取继承下来的变量**
 *  Field getDeclaredField(String name)：根据姓名获取类中的某个变量，**无法获取继承下来的变量**

### 获取类中的方法（Method） ###

*  Method\[\] getMethods()：获取类中被`public`修饰的所有方法
 *  Method getMethod(String name, Class...<?> paramTypes)：根据**名字和参数类型**获取对应方法，该方法必须被`public`修饰
 *  Method\[\] getDeclaredMethods()：获取`所有`方法，但**无法获取继承下来的方法**
 *  Method getDeclaredMethod(String name, Class...<?> paramTypes)：根据**名字和参数类型**获取对应方法，**无法获取继承下来的方法**

### 获取类的构造器（Constructor） ###

*  Constuctor\[\] getConstructors()：获取类中所有被`public`修饰的构造器
 *  Constructor getConstructor(Class...<?> paramTypes)：根据`参数类型`获取类中某个构造器，该构造器必须被`public`修饰
 *  Constructor\[\] getDeclaredConstructors()：获取类中所有构造器
 *  Constructor getDeclaredConstructor(class...<?> paramTypes)：根据`参数类型`获取对应的构造器

每种功能内部以 Declared 细分为`2`类：

> “
> 
> 有`Declared`修饰的方法：可以获取该类内部包含的**所有**变量、方法和构造器，但是**无法获取继承下来的信息**
> 
> 无`Declared`修饰的方法：可以获取该类中`public`修饰的变量、方法和构造器，可**获取继承下来的信息**

如果想获取类中\*\*所有的（包括继承）\*\*变量、方法和构造器，则需要同时调用`getXXXs()`和`getDeclaredXXXs()`两个方法，用`Set`集合存储它们获得的变量、构造器和方法，以防两个方法获取到相同的东西。

例如：要获取SmallPineapple获取类中**所有的变量**，代码应该是下面这样写。

Class clazz = Class.forName("com.bean.SmallPineapple");
    // 获取 public 属性，包括继承
    Field[] fields1 = clazz.getFields();
    // 获取所有属性，不包括继承
    Field[] fields2 = clazz.getDeclaredFields();
    // 将所有属性汇总到 set
    Set<Field> allFields = new HashSet<>();
    allFields.addAll(Arrays.asList(fields1));
    allFields.addAll(Arrays.asList(fields2));

> “
> 
> 不知道你有没有发现一件**有趣的事情**，如果父类的属性用`protected`修饰，利用反射是**无法获取到**的。
> 
> protected 修饰符的作用范围：只允许`同一个包下`或者`子类`访问，可以继承到子类。
> 
> getFields() 只能获取到本类的`public`属性的变量值；
> 
> getDeclaredFields() 只能获取到**本类的所有属性，不包括继承**的；无论如何都获取不到父类的 protected 属性修饰的变量，但是它的的确确存在于子类中。

### 获取注解 ###

**获取注解单独拧了出来，因为它并不是专属于 Class 对象的一种信息，每个变量，方法和构造器都可以被注解修饰，所以在反射中，Field，Constructor 和 Method 类对象都可以调用下面这些方法获取标注在它们之上的注解。**

*  Annotation\[\] getAnnotations()：获取该对象上的**所有注解**
 *  Annotation getAnnotation(Class annotaionClass)：传入`注解类型`，获取该对象上的特定一个注解
 *  Annotation\[\] getDeclaredAnnotations()：获取该对象上的显式标注的所有注解，无法获取`继承`下来的注解
 *  Annotation getDeclaredAnnotation(Class annotationClass)：根据`注解类型`，获取该对象上的特定一个注解，无法获取`继承`下来的注解

只有注解的`@Retension`标注为`RUNTIME`时，才能够通过反射获取到该注解，@Retension 有`3`种保存策略：

*  `SOURCE`：只在\*\*源文件(.java)\*\*中保存，即该注解只会保留在源文件中，**编译时编译器会忽略该注解**，例如 @Override 注解
 *  `CLASS`：保存在**字节码文件(.class)中，注解会随着编译跟随字节码文件中，但是运行时**不会对该注解进行解析
 *  `RUNTIME`：一直保存到**运行时**，**用得最多的一种保存策略**，在运行时可以获取到该注解的所有信息

像下面这个例子，SmallPineapple 类继承了抽象类`Pineapple`，`getInfo()`方法上标识有 @Override 注解，且在子类中标注了`@Transient`注解，在运行时获取子类重写方法上的所有注解，只能获取到`@Transient`的信息。

public abstract class Pineapple {
        public abstract void getInfo();
    }
    public class SmallPineapple extends Pineapple {
        @Transient
        @Override
        public void getInfo() {
            System.out.print("小菠萝的身高和年龄是:" + height + "cm ; " + age + "岁");
        }
    }

启动类`Bootstrap`获取 SmallPineapple 类中的 getInfo() 方法上的注解信息：

public class Bootstrap {
        /**
         * 根据运行时传入的全类名路径判断具体的类对象
         * @param path 类的全类名路径
         */
        public static void execute(String path) throws Exception {
            Class obj = Class.forName(path);
            Method method = obj.getMethod("getInfo");
            Annotation[] annotations = method.getAnnotations();
            for (Annotation annotation : annotations) {
                System.out.println(annotation.toString());
            }
        }
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            execute("com.pineapple.SmallPineapple");
        }
    }
    // @java.beans.Transient(value=true)

### 通过反射调用方法 ###

通过反射获取到某个 Method 类对象后，可以通过调用`invoke`方法执行。

*  `invoke(Oject obj, Object... args)`：参数\`\`1`指定调用该方法的**对象**，参数`2\`是方法的参数列表值。

如果调用的方法是**静态方法**，参数1只需要传入`null`，因为静态方法不与某个对象有关，只与某个类有关。

可以像下面这种做法，通过反射实例化一个对象，然后获取`Method`方法对象，调用`invoke()`指定`SmallPineapple`的`getInfo()`方法。

Class clazz = Class.forName("com.bean.SmallPineapple");
    Constructor constructor = clazz.getConstructor(String.class, int.class);
    constructor.setAccessible(true);
    SmallPineapple sp = (SmallPineapple) constructor.newInstance("小菠萝", 21);
    Method method = clazz.getMethod("getInfo");
    if (method != null) {
        method.invoke(sp, null);
    }
    // [小菠萝的年龄是：21]

## 反射的应用场景 ##

反射常见的应用场景这里介绍`3`个：

*  Spring 实例化对象：当程序启动时，Spring 会读取配置文件`applicationContext.xml`并解析出里面所有的标签实例化到`IOC`容器中。
 *  反射 + 工厂模式：通过`反射`消除工厂中的多个分支，如果需要生产新的类，无需关注工厂类，工厂类可以应对各种新增的类，`反射`可以使得程序更加健壮。
 *  JDBC连接数据库：使用JDBC连接数据库时，指定连接数据库的`驱动类`时用到反射加载驱动类

### Spring 的 IOC 容器 ###

在 Spring 中，经常会编写一个上下文配置文件`applicationContext.xml`，里面就是关于`bean`的配置，程序启动时会读取该 xml 文件，解析出所有的 `<bean>`标签，并实例化对象放入`IOC`容器中。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
           xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
           xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
        <bean id="smallpineapple" class="com.bean.SmallPineapple">
            <constructor-arg type="java.lang.String" value="小菠萝"/>
            <constructor-arg type="int" value="21"/>
        </bean>
    </beans>

在定义好上面的文件后，通过`ClassPathXmlApplicationContext`加载该配置文件，程序启动时，Spring 会将该配置文件中的所有`bean`都实例化，放入 IOC 容器中，IOC 容器本质上就是一个工厂，通过该工厂传入 <bean> 标签的`id`属性获取到对应的实例。

public class Main {
        public static void main(String[] args) {
            ApplicationContext ac =
                    new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
            SmallPineapple smallPineapple = (SmallPineapple) ac.getBean("smallpineapple");
            smallPineapple.getInfo(); // [小菠萝的年龄是：21]
        }
    }

Spring 在实例化对象的过程经过简化之后，可以理解为反射实例化对象的步骤：

*  **获取Class对象的构造器**
 *  通过构造器**调用 newInstance()** 实例化对象

当然 Spring 在实例化对象时，做了非常多额外的操作，才能够让现在的开发足够的**便捷且稳定**。

> “
> 
> 在之后的文章中会专门写一篇文章讲解如何利用反射实现一个`简易版`的`IOC`容器，IOC容器原理很简单，只要掌握了反射的思想，了解反射的常用 API 就可以实现，我可以提供一个简单的思路：利用 HashMap 存储所有实例，key 代表 <bean> 标签的 `id`，value 存储对应的实例，这对应了 Spring IOC容器管理的对象默认是**单例**的。

### 反射 + 抽象工厂模式 ###

传统的工厂模式，如果需要生产新的子类，**需要修改工厂类，在工厂类中增加新的分支**；

public class MapFactory {
        public Map<Object, object> produceMap(String name) {
            if ("HashMap".equals(name)) {
                return new HashMap<>();
            } else if ("TreeMap".equals(name)) {
                return new TreeMap<>();
            } // ···
        }
    }

利用反射和工厂模式相结合，在产生新的子类时，**工厂类不用修改任何东西**，可以专注于子类的实现，**当子类确定下来时，工厂也就可以生产该子类了。**

反射 + 抽象工厂的**核心思想**是：

*  **在运行时通过参数传入不同子类的全限定名获取到不同的 Class 对象，调用 newInstance() 方法返回不同的子类。细心的读者会发现提到了子类**这个概念，所以反射 + 抽象工厂模式，一般会用于有**继承**或者**接口实现**关系。

例如，在运行时才确定使用哪一种 `Map` 结构，我们可以利用反射传入某个具体 Map 的全限定名，实例化一个特定的子类。

public class MapFactory {
        /**
         * @param className 类的全限定名
         */
        public Map<Object, Object> produceMap(String className) {
            Class clazz = Class.forName(className);
            Map<Object, Object> map = clazz.newInstance();
            return map;
        }
    }

`className` 可以指定为 java.util.HashMap，或者 java.util.TreeMap 等等，根据业务场景来定。

### JDBC 加载数据库驱动类 ###

在导入第三方库时，JVM不会主动去加载外部导入的类，而是**等到真正使用时，才去加载需要的类**，正是如此，我们可以在获取数据库连接时传入驱动类的全限定名，交给 JVM 加载该类。

public class DBConnectionUtil {
        /** 指定数据库的驱动类 */
        private static final String DRIVER_CLASS_NAME = "com.mysql.jdbc.Driver";
        
        public static Connection getConnection() {
            Connection conn = null;
            // 加载驱动类
            Class.forName(DRIVER_CLASS_NAME);
            // 获取数据库连接对象
            conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://···", "root", "root");
            return conn;
        }
    }

在我们开发 SpringBoot 项目时，会经常遇到这个类，但是可能习惯成自然了，就没多大在乎，我在这里给你们看看常见的`application.yml`中的数据库配置，我想你应该会恍然大悟吧。

![format_png 4][]

这里的 **driver-class-name**，和我们一开始加载的类是不是觉得很相似，这是因为**MySQL**版本不同引起的**驱动类不同**，这体现使用反射的好处：不需要修改源码，**仅加载配置文件就可以完成驱动类的替换**。

> “
> 
> 在之后的文章中会专门写一篇文章详细地介绍反射的应用场景，实现简单的`IOC`容器以及通过反射实现工厂模式的好处。
> 
> 在这里，你只需要掌握反射的基本用法和它的思想，了解它的主要使用场景。

## 反射的优势及缺陷 ##

反射的**优点**：

*  **增加程序的灵活性**：面对需求变更时，可以灵活地实例化不同对象

但是，有得必有失，一项技术不可能只有优点没有缺点，反射也有**两个比较隐晦的缺点**：

*  **破坏类的封装性**：可以强制访问 private 修饰的信息
 *  **性能损耗**：反射相比直接实例化对象、调用方法、访问变量，中间需要非常多的**检查步骤和解析步骤**，JVM无法对它们优化。

### 增加程序的灵活性 ###

这里不再用 SmallPineapple 举例了，我们来看一个更加`贴近开发`的例子：

*  利用反射连接数据库，**涉及到数据库的数据源**。在 SpringBoot 中一切约定大于配置，想要**定制配置**时，使用`application.properties`配置文件指定数据源

**角色1 - Java的设计者**：我们设计好`DataSource`接口，你们其它数据库厂商想要开发者用`你们的数据源`监控数据库，就得实现`我的这个接口`！

**角色2 - 数据库厂商**：

*  MySQL 数据库厂商：我们提供了 **com.mysql.cj.jdbc.MysqlDataSource** 数据源，开发者可以使用它连接 MySQL。
 *  阿里巴巴厂商：我们提供了 **com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource** 数据源，我这个数据源更牛逼，具有**页面监控**，**慢SQL日志记录**等功能，开发者快来用它监控 MySQL吧！
 *  SQLServer 厂商：我们提供了 **com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerDataSource** 数据源，如果你想实用SQL Server 作为数据库，那就使用我们的这个数据源连接吧

**角色3 - 开发者**：我们可以用`配置文件`指定使用`DruidDataSource`数据源

spring.datasource.type=com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource

**需求变更**：某一天，老板来跟我们说，Druid 数据源不太符合我们现在的项目了，我们使用 **MysqlDataSource** 吧，然后程序猿就会修改配置文件，重新加载配置文件，并重启项目，完成数据源的切换。

spring.datasource.type=com.mysql.cj.jdbc.MysqlDataSource

在改变连接数据库的数据源时，只需要改变配置文件即可，**无需改变任何代码**，原因是：

*  **Spring Boot 底层封装好了连接数据库的数据源配置，利用反射，适配各个数据源。**

下面来简略的进行源码分析。我们用`ctrl+左键`点击`spring.datasource.type`进入 DataSourceProperties 类中，发现使用setType() 将**全类名转化为 Class 对象**注入到`type`成员变量当中。在连接并监控数据库时，就会使用指定的数据源操作。

private Class<? extends DataSource> type;
    
    public void setType(Class<? extends DataSource> type) {
        this.type = type;
    }

`Class`对象指定了泛型上界`DataSource`，我们去看一下各大数据源的`类图结构`。

![format_png 5][]

**上图展示了一部分数据源，当然不止这些，但是我们可以看到，无论指定使用哪一种数据源，我们都只需要与配置文件打交道，而无需更改源码，这就是反射的灵活性！**

### 破坏类的封装性 ###

很明显的一个特点，反射可以获取类中被`private`修饰的变量、方法和构造器，这**违反了面向对象的封装特性**，因为被 private 修饰意味着不想对外暴露，只允许本类访问，而`setAccessable(true)`可以无视访问修饰符的限制，外界可以强制访问。

还记得`单例模式`一文吗？里面讲到反射破坏饿汉式和懒汉式单例模式，所以之后用了`枚举`避免被反射KO。

回到最初的起点，SmallPineapple 里有一个 weight 属性被 private 修饰符修饰，目的在于自己的体重并不想给外界知道。

public class SmallPineapple {
        public String name;
        public int age;
        private double weight; // 体重只有自己知道
        
        public SmallPineapple(String name, int age, double weight) {
            this.name = name;
            this.age = age;
            this.weight = weight;
        }
        
    }

虽然 weight 属性理论上只有自己知道，但是如果经过反射，这个类就像在**裸奔**一样，在反射面前变得`一览无遗`。

SmallPineapple sp = new SmallPineapple("小菠萝", 21, "54.5");
    Clazz clazz = Class.forName(sp.getClass());
    Field weight = clazz.getDeclaredField("weight");
    weight.setAccessable(true);
    System.out.println("窥觑到小菠萝的体重是：" + weight.get(sp));
    // 窥觑到小菠萝的体重是：54.5 kg

### 性能损耗 ###

**在直接 new 对象并调用对象方法和访问属性时，编译器会在编译期提前检查可访问性，如果尝试进行不正确的访问，IDE会提前提示错误，例如参数传递类型不匹配，非法访问 private 属性和方法。**

> “
> 
> 而在利用反射操作对象时，编译器无法提前得知对象的类型，访问是否合法，参数传递类型是否匹配。只有在程序运行时调用反射的代码时才会从头开始检查、调用、返回结果，JVM也无法对反射的代码进行优化。

虽然反射具有性能损耗的特点，但是我们不能一概而论，产生了使用反射就会性能下降的思想，反射的慢，需要同时调用上`100W`次才可能体现出来，在几次、几十次的调用，并不能体现反射的性能低下。所以不要一味地戴有色眼镜看反射，**在单次调用反射的过程中，性能损耗可以忽略不计。如果程序的性能要求很高，那么尽量不要使用反射。**

## 反射基础篇文末总结 ##

*  反射的思想：反射就像是**一面镜子**一样，在**运行时**才看到自己是谁，可获取到自己的信息，甚至实例化对象。
 *  反射的作用：**在运行时才确定实例化对象，使程序更加健壮**，面对需求变更时，可以最大程度地做到不修改程序源码应对不同的场景，实例化不同类型的对象。
 *  反射的应用场景常见的有`3`个：Spring的 IOC 容器，反射+工厂模式 使工厂类更稳定，JDBC连接数据库时加载驱动类
 *  反射的`3`个特点：增加程序的灵活性、破坏类的封装性以及性能损耗

**- END -**

最近整理一份面试资料**《Java技术栈学习手册》**，覆盖了Java技术、面试题精选、Spring全家桶、Nginx、SSM、微服务、数据库、数据结构、架构等等。

获取方式：点“ **在看**，关注公众号 **Java后端** 并回复 **777** 领取，更多内容陆续奉上。

**推****荐****阅****读 **

***1.*** [如下的准备可以大大提升面试成功率?][Link 1]

***2. ***[Docker 入门终极指南：边学边用][Docker]

***3.*** [卧槽！GitHub 又诞生一个沙雕项目？！][GitHub]

***4.*** [15 种微服务架构框架][15]

***5.*** [Linux 用着太爽啦！！！][Linux]

![format_png 6][]

**喜****欢****文****章****，****点****个****在看 **![format_png 7][]

[format_png]: /images/20210730/d52bb9a5cf9b4289aa5a3c66fa6bfc40.png
[format_png 1]: /images/20210730/18ce771d2ee24c47a6e0ea410a307c96.png
[format_png 2]: /images/20210730/0ea3cc55e9014f22a088604cbdfeaaa2.png
[format_png 3]: /images/20210730/699a810cb8694993894660e653ba8611.png
[format_png 4]: /images/20210730/982f4c0004ab407496ab2d6111f484f2.png
[format_png 5]: /images/20210730/3348fd269b124da8bf7de0a66c28c6ef.png
[Link 1]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2MjEwMjI1Mg%3D%3D&chksm=ce0e49d8f979c0cef3d9dffe050258555c4d82a7e9d1b1137f3c2b1aa6b6477581e42c907ef0&idx=2&mid=2247499355&scene=21&sn=7dad79948b393a7e330e5342f0bba6e3#wechat_redirect
[Docker]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2MjEwMjI1Mg%3D%3D&chksm=ce0e49bef979c0a8412ca40629a6a9a7d94a0f94930256f2d9a4f097975b0e7890c9308663f3&idx=2&mid=2247499325&scene=21&sn=19d106931001aa1012e2921af5e551f6#wechat_redirect
[GitHub]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2MjEwMjI1Mg%3D%3D&chksm=ce0e4a68f979c37ea521ea31d6fea56f6fa34ff81950e032e8c3d1b744605790a4a7cc13f51f&idx=1&mid=2247499243&scene=21&sn=3294e9ec235c16fac227b11942abecf7#wechat_redirect
[15]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2MjEwMjI1Mg%3D%3D&chksm=ce0e49bef979c0a8b7a248b77d1394e0a56931917569e0a6676545d5df3a19dd7a251ed94b53&idx=4&mid=2247499325&scene=21&sn=305b6a6d9cd5de79ccef162af6b90ead#wechat_redirect
[Linux]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2MjEwMjI1Mg%3D%3D&chksm=ce0e4ac1f979c3d7009a5a4a682e28959bd67c64ec87cffbecea8f6fc7322dd974a237da8128&idx=1&mid=2247499074&scene=21&sn=4454cf7653521fb834dabd16a064d269#wechat_redirect
[format_png 6]: /images/20210730/d43851d44a774056a65322fde63f023d.png
[format_png 7]: /images/20210730/7fb421fc47b342d7a9782b78693e239c.png