java反射机制

1.什么是java反射

java反射是指在运行状态中，对于任意类，都可以得到这个类的属性，方法信息，以及得到这个类的对象。对于任意对象，都可以调用它的方法，以及访问它的属性。这种动态获取信息，动态调用对象方法的功能叫做java的反射机制。

1.1 java反射使用场景

比如不知道类或者对象的具体信息，比如类的名称放在某个文件中，需要运行时读取文件以动态获取类的信息。或者注入后想要覆写函数地址完成hook，也可以通过java反射来完成。

1.2 基础知识

在JVM中，会为每个加载的类维护一个类对象，然后根据类对象来创造实例对象或者提供静态变量。

class对象的获取：

1. 通过对象.getClass()
2. 通过类.class字面量
3. 通过class类的forName方法
4. 通过类加载器的loadClass

那么如何对class对象进行操作呢？先获取到类型的Class对象，通过Class对象的newInstance方法可以得到类的实例。通过Class对象可以获取到Constructor对象，进一步可以使用Constructor对象来得到类的实例。通过Class对象可以获取到Method对象，通过Method的invoke方法可以调用一些方法。通过Class对象可以获取到Field对象，我们可以对这个实例的一些字段进行赋值取值操作。流程如下

actionClass = Class.forName（“ MyClass”）;
action = actionClass.newInstance（）;
method = actionClass.getMethod（“ myMethod”，null）;
method.invoke（action，null）;

2.动态代理与静态代理

代理本身不实现具体服务，只是利用委托类完成服务，在此过程中对输入输出做一些处理。

2.1 静态代理

静态代理中，代理类和被代理类会实现同样的接口。代理类同时会持有有被代理类的对象。可以通过调用代理类的方法以调用被代理类的对应方法，相当于可以增加一些前置准备工作。比如给该方法添加一个计时的操作。

2.2 动态代理

动态代理类需要实现InvocationHandler接口以执行动态代理，需要重写invoke函数以实现动态代理。里面是具体的代理服务。动态代理具体步骤如下:

1.通过实现InvocationHandler接口创建自己的调用处理器

2. 通过为Proxy指定ClassLoader对象和一组interfaces来创建动态代理类
3. 通过反射机制获得动态代理类的构造函数，唯一参数是调用处理器的接口类型
4. 通过构造函数创建动态代理类型实例，构造时调用器类型作为参数传入(具体来说，是jdk根据传入的参数信息，在内存中动态创建.class文件，然后通过newInstance创建动态代理类的实例)

Java动态代理实际上通过反射技术，把代理对象和被代理对象(真实对象)的代理关系建立延迟到程序运行之后，动态创建新的代理类去完成对真实对象的代理操作(可以改变原来真实对象的方法行为)，这一点成为了当前主流的AOP框架和延迟加载功能的基础。

3.双亲委派

3.1 类的初始化

大多数情况下，类加载后直接就初始化了。以下三种情况是，类加载后，会延迟初始化。

1.通过子类调用父类的静态成员时，只需要完成父类的初始化，子类初始化被延迟了。

2.使用某个类的静态常量时，可以延迟类的初始化。

3.使用某个类声明并创建数组时，如果还未真正创建该类的对象时，可以延迟类的初始化

以上三种以外的，都会直接对类进行初始化：

1.new对象

2.调用某个类的静态变量

3.通过反射的API调用该类成员等

4.main方法所在的类，一定先初始化完成，再执行main方法的。

5.当子类初始化时，如果父类还未初始化，会先初始化父类。

3.2 类加载器

类加载器的类型是java.lang.classloder，是负责类的初始化工作。

1.引导类加载器(Bootstrap ClassLoader),由C语言编写，负责加载最核心的类库。

2. 扩展类加载器(Extension ClassLoader)，负责加载扩展库。JRE的lib中的ext目录下的扩展库
 3. 应用程序类加载器(Application ClassLoader)，负责加载用户自定义的类型，在classpath下的类
 4. 自定义类加载器。加载classpath以外的类，或者需要在加载时做一些操作如解密，这时候需要使用自定义类加载器。

3.3 双亲委托模式

应用程序类加载器把扩展类加载器视为双亲，扩展类加载器把引导类加载器视为双亲。其原理是当JVM接到一个”类的加载任务时“，AppClassLoader先相应，它会在当前方法区找找看，如果加载过了，就不会重复加载。

如果发现这个类没有加载过，它会将加载类的任务再次提交给”parent“，此时就是引导类加载器，他也会先找一下是不是被加载过了。加载过了就不再重复加载了。

如果引导类加载器发现这个类没有加载过，它就把加载类的任务提交给自己的”parent“，此时就是JRE核心类库的rt.jar，如果自己负责的目录下有，就正常加载，返回Class对象即可。

如果引导类加载器在自己负责的目录下找不到这个类，就会把任务传给ExtClassLoader，ExtClassLoader接下来也在自己负责的目录下尝试加载，此处时JRE的lib中的ext目录下的扩展库，如果自己负责的目录下有，就正常加载，返回Class对象即可。

如果AppClassLoader在自己负责的目录下还找不到这个类，就报异常ClassNotFoundException异常。

如果在前面的加载过程中，加载失败会报NoClassDefFoundError，ClassFormatError等。

这样做的好处是安全，用户定义的类就不会覆盖到核心类库中的类。