反射

一、💡 一句话理解

核心结论

反射（Reflection）让 Java 程序在运行时查看一个类有哪些字段、方法和构造器，并在必要时创建对象、读取字段或调用方法。

平时写代码时，我们直接写 person.sayHello()；反射则可以先通过字符串找到 sayHello 方法，再决定要不要调用它。

二、🧭 反射是什么

2.1 为什么需要反射

普通调用时，类名和方法名都在写代码时确定：

Person person = new Person("小明");
person.sayHello();

有些场景下，程序运行前并不知道要处理哪个类或哪个方法。例如框架需要：

• 根据配置创建对象；
• 扫描带某个注解的方法；
• 将数据库查询结果填入对象字段；
• 根据请求地址调用对应的方法。

这时就需要反射。JDK 的 java.lang.reflect 包提供了运行时获取类、字段、方法、构造器信息并操作它们的能力。Java 反射包文档

2.2 反射中的四个核心对象

对象	它代表什么	常见用途
Class	一个类本身	查看类名、获得字段、方法、构造器。
Field	类中的一个字段	读取或修改对象属性。
Method	类中的一个方法	调用指定方法。
Constructor	类中的一个构造器	在运行时创建对象。

可以把它们理解为：Class 是一张“类的说明书”，其中列出了字段、方法和构造器。

三、⚙️ 最基础的反射操作

3.1 获取 Class 对象

Class 是反射的入口。最常用的是 .class：

public class ReflectionStartDemo {
 
    public static void main(String[] args) {
        // 先按普通方式创建 Person 对象并调用方法。
        Person person = new Person("小明");
        person.sayHello();
 
        // 再取得 Person 类对应的 Class 对象。
        Class<Person> personClass = Person.class;
        System.out.println("类名：" + personClass.getName());
    }
}
 
class Person {
    private final String name;
 
    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }
 
    public void sayHello() {
        System.out.println(name + "：你好！");
    }
}

运行后会输出：

小明：你好！
类名：Person

这里的 person 是一个具体的人对象，所以可以直接调用 person.sayHello()；personClass 则是 Person 这个类的说明书对象，所以可以读取类名、查找方法或构造器。

也可以从已有对象获得：

Person person = new Person("小明");
Class<?> personClass = person.getClass();

Class 的实例代表运行中的类或接口；JVM 会在加载类时创建相应的 Class 对象。Java Class 文档

这句话的意思是：当程序第一次需要使用 Person 这个类时，JVM 会把它编译后的 Person.class 文件读进内存，并自动创建一个 Class<Person> 对象，用来描述 Person。

这个 Class<Person> 不是 Person 的普通实例，而是“Person 类的说明书对象”。它记录了 Person 有哪些字段、方法和构造器，反射正是通过它查看类的结构。

Person.java
   ↓ 编译
Person.class
   ↓ JVM 加载
Class<Person> 对象
   ↓
反射查看 Person 的结构

不需要自己创建 Class 对象；JVM 会自动创建。Person.class 或 person.getClass() 都是在取得这个已经存在的对象。

3.2 获取并调用方法

在上一个示例的 main 方法中，已经有了 person 和 personClass。下面的代码会查找 sayHello()，再通过反射执行它：

import java.lang.reflect.Method;
 
// 获取名为 sayHello、没有参数的公开方法。
Method method = personClass.getMethod("sayHello");
 
// 在 person 对象上执行这个方法。
method.invoke(person);

因此，下面两行的效果相同：

person.sayHello();       // 编写代码时已确定要调用 sayHello
method.invoke(person);   // 运行时根据方法名 "sayHello" 查找后再调用

getMethod 查找公开方法；invoke 执行方法。若方法有参数，查找时要写参数类型，调用时要传参数值：

Method method = Person.class.getMethod("greet", String.class);
method.invoke(person, "小红");

3.3 获取并读取字段

import java.lang.reflect.Field;
 
// 获取公开字段 age。
Field field = Person.class.getField("age");
 
// 从 person 对象上读取 age 的值。
int age = (int) field.get(person);

getField 只查找公开字段。getDeclaredField 可以查找本类声明的字段，包括 private 字段，但访问私有字段需要额外处理，且会受到 Java 封装和模块规则限制。日常业务代码应优先使用正常的 getter/setter，不要为了方便滥用反射修改私有数据。

3.4 获取构造器并创建对象

import java.lang.reflect.Constructor;
 
// 获取参数为 String 的公开构造器。
Constructor<Person> constructor = Person.class.getConstructor(String.class);
 
// 用该构造器创建对象。
Person person = constructor.newInstance("小明");

四、🚀 完整小例子：查看、创建和调用

4.1 前置准备

需要 JDK 8 或更高版本。新建空目录，并创建文件 ReflectionDemo.java。

4.2 完整代码

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
 
public class ReflectionDemo {
 
    /**
     * 被反射操作的普通类。
     */
    static class Person {
        // 公开字段，便于演示 Field.get()。
        public int age;
 
        private final String name;
 
        // 普通构造器，稍后会通过反射调用它。
        public Person(String name) {
            this.name = name;
        }
 
        // 普通方法，稍后会通过反射调用它。
        public void sayHello() {
            System.out.println(name + "：你好！");
        }
 
        // 带参数的方法，演示反射调用时如何传入参数。
        public String greet(String guest) {
            return name + " 对 " + guest + " 说：你好";
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) throws ReflectiveOperationException {
        // 1. 获得 Person 类的 Class 对象。
        Class<Person> personClass = Person.class;
        System.out.println("类名：" + personClass.getName());
 
        // 2. 普通方式创建对象，并直接调用方法。
        Person person = new Person("小明");
        System.out.println("普通调用：");
        person.sayHello();
 
        // 3. 找到 sayHello() 方法，并在 person 对象上通过反射调用。
        Method sayHelloMethod = personClass.getMethod("sayHello");
        System.out.println("反射调用：");
        sayHelloMethod.invoke(person);
 
        // 4. 找到 String 参数的构造器，并通过反射创建另一个 Person 对象。
        Constructor<Person> constructor = personClass.getConstructor(String.class);
        Person reflectedPerson = constructor.newInstance("小红");
 
        // 5. 找到公开字段 age，并为反射创建的对象赋值、读取。
        Field ageField = personClass.getField("age");
        ageField.set(reflectedPerson, 18);
        System.out.println("年龄：" + ageField.get(reflectedPerson));
 
        // 6. 找到 greet(String) 方法，并在反射创建的对象上调用它。
        Method greetMethod = personClass.getMethod("greet", String.class);
        Object result = greetMethod.invoke(reflectedPerson, "小明");
        System.out.println(result);
    }
}

4.3 启动和验证

在文件所在目录运行：

javac ReflectionDemo.java
java ReflectionDemo

预期输出中的类名会包含外部类名：

类名：ReflectionDemo$Person
普通调用：
小明：你好！
反射调用：
小明：你好！
年龄：18
小红 对 小明 说：你好

这个例子依次完成了：普通方式创建对象并调用方法 → 通过 Class 查找方法并调用 → 查找构造器并创建对象 → 查找字段并读写 → 调用带参数的方法。

五、🔗 反射和自定义注解的关系

反射依赖类加载机制先把类变成 JVM 中的 Class 对象；加载、链接、初始化以及类加载器委派过程可以参考 2. JVM的类加载机制。

前一篇 注解 中的 @NeedLogin 本身只是标签。反射可以在运行时检查某个方法有没有这个标签：

import java.lang.reflect.Method;
 
Method method = UserService.class.getMethod("viewProfile");
 
// true 表示该方法标了 @NeedLogin。
boolean needLogin = method.isAnnotationPresent(NeedLogin.class);
 
if (needLogin) {
    System.out.println("调用前先检查是否登录");
}

这就是“注解负责说明，程序负责执行”的实现基础：

方法写上 @NeedLogin
        ↓
反射取得 Method 对象
        ↓
isAnnotationPresent 判断是否有标签
        ↓
程序执行登录检查或其他规则

要让运行时反射读到自定义注解，定义注解时必须写：

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)

六、📌 什么时候使用反射

反射适合用于“运行前无法完全确定要操作哪个类或方法”的情况：

场景	反射做什么
依赖注入框架	查找构造器、字段或方法，再注入对象。
JSON 转对象	找到字段，把 JSON 数据写入对象。
注解处理	找到带特定注解的类或方法，执行对应规则。
测试工具	执行符合规则的测试方法。

如果类和方法在写代码时已明确，直接调用通常更简单、类型更安全，也更容易阅读；不要为了使用反射而使用反射。

七、📝 总结

• 反射让程序在运行时查看并操作类的结构。
• Class 是入口；Field、Method、Constructor 分别对应字段、方法和构造器。
• getMethod/invoke 可以查找并调用方法；getField/get/set 可以读写公开字段。
• 反射可以读取带 RUNTIME 保留策略的自定义注解。

记忆句：普通代码直接调用；反射先找到，再调用。

八、📚 官方资料

• Java 反射包文档
• Java Class 文档
• Java Method 文档