一、概述
什麼是反射？
Java反射機制指的是在Java程序運行狀態中，對於任何一個類，都可以獲得這個類的所有屬性和方法；對於給定的一個對象，都能夠調用它的任意一個屬性和方法。
這種動態獲取類的內容以及動態調用對象的方法稱爲反射機制。
爲什麼使用反射？
在計算機科學領域，反射是指一類能夠自我描述和自控制的應用。
在Java編程語言中，反射是一種強有力的工具，是面向抽象編程的一種實現方式，它能使代碼語句更加靈活，極大提高代碼的運行時裝配能力。Java反射機制允許編程人員在對類未知的情況下，獲取類相關信息的方式變得更加多樣靈活，調用類中相應方法，是Java增加其靈活性與動態性的一種機制。
總結一下，Java反射機制有如下作用：
- 反射機制極大的提高了程序的靈活性和擴展性，降低模塊的耦合性，提高自身的適應能力；
- 通過反射機制可以讓程序創建和控制任何類的對象，無需提前硬編碼目標類；
- 使用反射機制能夠在運行時構造一個類的對象、判斷一個類所具有的成員變量和方法、調用一個對象的方法；
- 反射機制是構建框架技術的基礎所在，使用反射可以避免將代碼寫死在框架中。
二、反射的原理
我們知道了什麼是反射以及反射的作用，那麼在Java中是如何支持反射的呢？
首先我們需要了解Java程序運行的過程，該過程包含兩個階段：編譯和運行。
在程序編譯階段，Java代碼會通過JDK編譯成 .class字節碼文件;
在程序運行階段，JVM會去調用業務邏輯對應需要的的字節碼文件，生成對應的Class對象，並調用其中的屬性方法完成業務邏輯。
Java的反射機制原理就是在程序運行階段，主動讓JVM去加載某個 .class文件生成Class對象，並調用其中的方法和屬性。 如下圖：
注：
- Class類在java.lang包中，繼承了Object；
- Class對象的由來是將.class文件讀入內存，併爲之創建一個Class對象，一個.class文件對應一個Class對象；
三、反射的使用
通過第二節的原理描述，我們知道使用Java反射時，有一個息息相關的類——Class類，其實不單單是Class類，還有三個主要使用的類，如下表：
下面我們來一一介紹：
1、獲取Java類（Class類的使用）
這是使用Java反射的第一步，獲取了對應的Class類之後，我們就可以生成對象，然後調用對象的方法和屬性，這一步有三種實現方式。
方法一：
Book book = new Book();
Class bookClass = book.getClass();
//輸出類名
System.out.println(bookClass.getName());
這個方法其實是Object的一個方法，Class繼承了Object，所以我們可以直接使用。
方法二：
Class bookClass = Book.class;
//輸出類名
System.out.println(bookClass.getName());
方法三：
Class bookClass;
try {
bookClass = Class.forName("test.Book");
//輸出類名
System.out.println(bookClass.getName());
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
方法三是使用最多的方法。
2、獲取類的構造函數（Constructor類的使用）
我們獲取到一個類的Class對象之後，可以調用Class對象的getDeclaredConstructors()方法獲取該類的構造函數，如下：
// 反射所有聲明的構造方法
public static void reflectAllConstructor() {
System.out.println(TAG + "=============獲取所有的聲明的構造函數==============");
try {
Class<?> classBook = Class.forName("test.Book");
Constructor<?>[] constructorsBook = classBook
.getDeclaredConstructors();
for (Constructor constructor : constructorsBook) {
System.out.println(TAG + constructor);
}
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
獲取了構造函數之後，調用Constructor類對象的newInstance()即可構造出我們想要類的對象，如下：
Book book = (Book)constructor.newInstance();
3、獲取類的函數（Method類的使用）
當我們得到了一個Class對象之後，我們可以獲取該類的所有方法，如下：
// 反射所有的public的函數
public static void reflectPublicMethods() {
System.out.println(TAG + "=============獲取所有的public的函數==============");
try {
Class<?> classBook = Class.forName("test.Book");
Method[] methodsBook = classBook.getMethods();
for (Method method : methodsBook) {
System.out.println(TAG + method);
}
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
// 反射所有的聲明的方法
public static void reflectAllMethods() {
System.out.println(TAG + "=============獲取所有的聲明的函數==============");
try {
Class<?> classBook = Class.forName("test.Book");
Method[] methodsBook = classBook.getDeclaredMethods();
for (Method method : methodsBook) {
System.out.println(TAG + method);
}
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
getDeclaredMethods（）和getMethods（）都可以獲取到類的方法，那麼他們有什麼區別呢？
getMethods（）執行結果如下：
我們看到 getMethods（）不僅只獲取了自己定義的公用方法（private獲取不了），還把Object父類的公用方法也獲取了。
getDeclaredMethods（）執行結果如下：
我們看到 getDeclaredMethods（）只能獲取自己類中定義的方法，但是可以獲取到private方法。
4、獲取類的屬性（Field類的使用）
當我們得到了一個Class對象之後，我們可以獲取該類的所有屬性，代碼如下：
// 反射所有的public的屬性
public static void reflectPublicFields() {
System.out.println(TAG + "=============獲取所有的public的屬性==============");
try {
Class<?> classBook = Class.forName("test.Book");
Field[] fieldsBook = classBook.getFields();
for (Field field : fieldsBook) {
System.out.println(TAG + field);
}
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
// 反射所有的聲明的屬性
public static void reflectAllFields() {
System.out.println(TAG + "=============獲取所有的聲明的屬性==============");
try {
Class<?> classBook = Class.forName("test.Book");
Field[] fieldsBook = classBook.getDeclaredFields();
for (Field field : fieldsBook) {
System.out.println(TAG + field);
}
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
同Methods，獲取屬性也有getDeclaredFields（）和getFields（）兩種。
四、反射帶來的問題
反射雖然能夠給我帶來諸多便利，但是反射有一個致命問題：反射的效率比直接調用低很多，所以我們要慎用反射。
至於爲什麼反射效率低？
其實很好理解，使用反射時要通知JVM加載.class文件並且生成Class對象，而直接調用則不用，所以反射效率低。