Java反射到底是什么？

反射是我学习Java时遇到的最大障碍，因为太抽象了。

我当时是跟着网络上的培训班视频自学的，视频里的老师说：类是对现实事物的抽象，而Class是对类的抽象。这句话对于刚开始学习Java的人来说，无异于天书。我当时的理解是：根据类，可以创建对象，所以类是比对象高一级的抽象。如果要对类进一步抽象，它应该是什么形式呢？

我无法想象。在我的认知里，Java除了类还是类，类层级的抽象似乎已经到尽头了。

如何对类进行抽象？

许多年后，再次回想那段经历，我发现自己当时陷入了一个思维陷阱，误以为“用类抽象类”是一个死循环，把自己困在里面了。

其实，换个角度这个问题就迎刃而解了。Java用类对世间万物进行抽象，包括人、动物、甚至空气、键盘、鼠标，那么用Java语言编写的类文件（xxx.java）不也是世间万物的一种吗？是不是也能用类表示？老师说的那句话没错，但更准确的说法是：

对于Java而言，类是对现实事物的抽象，其中有一个Class类用来描述Java类(文件)

Class类也是一个类，只不过它描述的事物比较特殊：Java类

按照这个思路，我们尝试写一个Class类，用来描述Java中的“类”。好，想法有了，怎么开始呢？ 所谓抽象，就是抽取相像的。什么叫相像？单个事物肯定不能说相像，因为相像是相互比对后得出的结论。所以，我们至少要先编写两个类。

抽象最忌讳一上来就关注细节，这样是很难得到一个好的抽象模型的。反之，在设计之初应该观其大略，从大处着手“找共性”。

它们都是Class，它们都有Constructor、Field、Method

啊？这也太粗粒度了吧！别急，再慢慢细化就是了：

方法可以细分为：访问修饰符、返回值类型、方法名、参数列表

如果你足够耐心，还可以继续细化，比如Parameter可以进一步细分为：修饰符、参数类型、参数名、参数索引（第几个参数）。由于Java已经替我们做好抽象，这里就不再继续重复劳动了。

其他的就不列举了，总之最终我们会得到很多个大小模型，这些模型相互协作共同描绘了“Java类”这一抽象。

Class对象

什么是Class对象？简单来说，就是Class类的实例。

Java有一个Class类（上面截图第一个），那么按理说我们应该可以new一个Class对象。但Class类是个狠角色，它不仅对自己进行了阉割（final class，不允许继承），还隐藏了构造器（final constructor，不允许new）。也就是说，正常途径下没有人能创建Class对象，也不会有Class的子类。

官方说得很清楚：Only the Java Virtual Machine creates Class objects.

那虚拟机创建的Class对象长啥样呢？

在Java中，每个类在首次加载时都会有一个对应的Class对象被创建。

当你执行new User()时，JVM 会检查是否已经加载了User类：

• 如果没有加载，它会先加载User类，并创建User类的Class对象，然后根据该对象创建User类的实例。
• 否则，直接找到User类的Class对象并创建User类的实例。

也就是说，我们一直以为new User()的步骤是 User类 ==> User对象，但实际上是 User类 ==> User类的Class对象 ==> User对象。 注意，这里有一个反直觉的地方：

你说Class类无法直接通过new Class()创建Class对象，只能由JVM创建Class对象。好，我虽然不理解，但也认了。然而，为什么JVM创建的是Student Class对象？一个Class类，怎么会创建出Student Class对象呢？

我可没说JVM创建了Student Class对象。上面图中所说的Class对象（Student），指的是这个Class对象包含的信息来自Student类。

这样一来，顺便也解答了为什么Class类无法直接创建Class对象这个谜团：

Class对象是用来封装类信息的，直接new Class()得到的是空对象，所以干脆禁止了

也就是说，Class对象是用来封装类信息的，直接new Class()并不能与任何类产生关联，最终得到的是没有实际意义的空对象。于是Java干脆把new Class()这条路给堵了，当类加载时由JVM创建Class对象。这样不仅能由JVM保证同一个类只有一个Class对象（类加载是单线程的），还能保证Class对象是有意义的（包含具体类的信息）。

其他的Method对象、Field对象、Constructor对象也是同样的道理，分别是用来封装方法信息、字段信息、构造函数信息的。

重新理解反射

到这，反射就很好理解了。Java的反射机制由reflect package提供支持：

我们可以将反射机制的构成简单理解为：Class信息 + 获取/操作这些信息的API。Java将类的信息抽象成各种数据，并提供API让我们获取这些数据。

这里只提一点：最好把Class/Method/Field等对象理解为“执行器”。 以Method对象为例，它就像一个方法执行器，当你想要执行某个对象的某个方法时，根本不用求这个对象本身，而是去找到Method，把对象+参数告诉它，让Method帮你执行。

从companyClass获取echoMethod（执行器），传入company对象+参数，执行方法

这就像什么呢？有一个老师傅，一直不肯使出本门剑法的最后一招。正常来说，你要求他：师傅，请你调用一下剑法的最后一招让徒孙开开眼吧！现在有了反射，你就不用求他了，直接找到Method，把师傅（Object）绑了，并且找到师傅的剑（Param），人和剑一块儿都塞给Method，然后Method催动内力，逼着师傅拿着剑把最后一招耍出来了。

如果不是public的字段和方法，需要在操作前调用setAccessible(true)

大家有没有看过成龙的《醉拳》，酒鬼师傅为了教成龙功夫，用两根竹竿拴住他的双手，操作他做出各种招式。Method也是如此，原本是对象自己调用方法，现在则是反射调用方法。但前提是，必须要有对象，你才能操（qiang）作（po）对象执行方法。

还有一个问题，常常让人感到困惑：我们把对象和参数传给Method让它帮忙执行，这固然没错，但既然已经有目标对象了，为什么不直接调用对象的方法呢？

这是因为你看的角度不对。还是以上面的醉拳师傅为例，在还不知道是哪位徒弟、甚至没有徒弟的时候，师傅就要先准备好这一套训练方法。后面如果有人要学醉拳，直接套上竹竿就可以了。也就是说，反射是一种面向未来的通用处理方式，未来虽未来，但我的代码已经存在！

class 通用设计 {
    public void 通用操作(obj ,param) {
        // 操作1 2 3
        method.invoke(obj, param); // 这里如果写成user.sing()，就不通用了
        // 操作 4 5 6
    }
}

反射是非常强大的元编程能力，是很多中间件和框架的底层支撑。

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