反射介绍
正常情况下，我们知晓我们要操作的类和对象是什么，可以直接操作这些对象中的变量和方法，比如一个User类：
代码语言：txt复制User user=new User();user.setName("Bob");但是有的场景，我们无法正常去操作：
- 只知道类路径，无法直接实例化的对象。
- 无法直接操作某个对象的变量和方法，比如私有方法，私有变量。
- 需要hook系统逻辑，比如修改某个实例的参数。
等等情况。
所以我们就需要一种机制能让我们去操作任意的类和对象。
这种机制，就是反射。简单的说，反射就是：
对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；
对于任意一个对象，都能够调用它的任意方法和属性。
常用API举例
先设定一个User类：
代码语言：txt复制package com.example.testapplication.reflection;public class User { private int age; public String name; public User() { System.out.println("调用了User()"); } private User(int age, String name) { this.name = name; this.age = age; System.out.println("调用了User(age,name)" "__age:" age "__name:" name); } public User(String name) { this.name = name; System.out.println("调用了User(name)" "__name:" name); } private String getName() { System.out.println("调用了getName()"); return this.name; } private String setName(String name) { this.name = name; System.out.println("调用了setName(name)__" name); return this.name; } public int getAge() { System.out.println("调用了getAge()"); return this.age; } }获取Class对象
主要有三种方法获取Class对象：
- 根据类路径获取类对象
- 直接获取
- 实例对象的getclass方法
//1、根据类路径获取类对象try { Class clz = Class.forName("com.example.testapplication.reflection.User");} catch (ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace();}//2、直接获取Class clz = User.class;//3、对象的getclass方法Class clz = new User().getClass();获取类的构造方法
1、获取类所有构造方法
代码语言：txt复制Class clz = User.class;//获取所有构造函数（不包括私有构造方法）Constructor[] constructors1 = clz.getConstructors();//获取所有构造函数（包括私有构造方法）Constructor[] constructors2 = clz.getDeclaredConstructors();2、获取类的单个构造方法
代码语言：txt复制 try { //获取无参构造函数 Constructor constructor1 = clz.getConstructor(); //获取参数为String的构造函数 Constructor constructor2 =clz.getConstructor(String.class); //获取参数为int,String的构造函数 Class[] params = {int.class,String.class}; Constructor constructor3 =clz.getDeclaredConstructor(params); } catch (NoSuchMethodException e) { e.printStackTrace(); }需要注意的是，User(int age, String name)为私有构造方法，所以需要使用getDeclaredConstructor获取。
调用类的构造方法生成实例对象
1、调用Class对象的newInstance方法
这个方法只能调用无参构造函数，也就是Class对象的newInstance方法不能传入参数。
Object user = clz.newInstance();2、调用Constructor对象的newInstance方法
Class[] params = {int.class,String.class};Constructor constructor3 =clz.getDeclaredConstructor(params);constructor3.setAccessible(true);constructor3.newInstance(22,"Bob");这里要注意下，虽然getDeclaredConstructor能获取私有构造方法，但是如果要调用这个私有方法，需要设置setAccessible(true)方法，否则会报错：
can not access a member of class com.example.testapplication.reflection.User with modifiers "private"获取类的属性（包括私有属性）
代码语言：txt复制Class clz = User.class;Field field1 = clz.getField("name");Field field2 = clz.getDeclaredField("age");同样的，getField获取public类变量，getDeclaredField可以获取所有变量（包括私有变量属性）。
所以一般直接用getDeclaredField即可。
修改实例的属性
接上例，获取类的属性后，可以去修改类实例的对应属性，比如我们有个user的实例对象，我们来修改它的name和age。
//修改name，name为public属性Class clz = User.class;Field field1 = clz.getField("name");field1.set(user,"xixi");//修改age，age为private属性Class clz = User.class;Field field2 = clz.getDeclaredField("age");field2.setAccessible(true);field2.set(user,123);获取类的方法（包括私有方法）
代码语言：txt复制 //获取getName方法 Method method1 = clz.getDeclaredMethod("getName"); //获取setName方法,带参数 Method method2 = clz.getDeclaredMethod("setName", String.class); //获取getage方法 Method method3 = clz.getMethod("getAge");调用实例的方法
代码语言：txt复制method1.setAccessible(true);Object name = method1.invoke(user);method2.setAccessible(true);method2.invoke(user, "xixi");Object age = method3.invoke(user);反射优缺点
虽然反射很好用，增加了程序的灵活性，但是也有他的缺点：
性能问题。由于用到动态类型（运行时才检查类型），所以反射的效率比较低。但是对程序的影响比较小，除非对性能要求比较高。所以需要在两者之间平衡。不够安全。由于可以执行一些私有的属性和方法，所以可能会带来安全问题。不易读写。当然这一点也有解决方案，比如jOOR库，但是不适用于Android定义为final的字段。
Android中的应用
插件化(Hook)
Hook 技术又叫做钩子函数，在系统没有调用该函数之前，钩子程序就先捕获该消息，钩子函数先得到控制权，这时钩子函数既可以加工处理（改变）该函数的执行行为，还可以强制结束消息的传递。
在插件化中，我们需要找到可以hook的点，然后进行一些插件的工作，比如替换Activity，替换mH等等。这其中就用到大量反射的知识，这里以替换mH为例：
// 获取到当前的ActivityThread对象Class<?> activityThreadClass = Class.forName("android.app.ActivityThread");Field currentActivityThreadField = activityThreadClass.getDeclaredField("sCurrentActivityThread");currentActivityThreadField.setAccessible(true);Object currentActivityThread = currentActivityThreadField.get(null);//获取这个对象的mHField mHField = activityThreadClass.getDeclaredField("mH");mHField.setAccessible(true);Handler mH = (Handler) mHField.get(currentActivityThread);//替换mh为我们自己的HandlerCallbackField mCallBackField = Handler.class.getDeclaredField("mCallback");mCallBackField.setAccessible(true);mCallBackField.set(mH, new MyActivityThreadHandlerCallback(mH));动态代理
动态代理的特点是不需要提前创建代理对象，而是利用反射机制在运行时创建代理类，从而动态实现代理功能。
public class InvocationTest implements InvocationHandler { // 代理对象（代理接口） private Object subject; public InvocationTest(Object subject) { this.subject = subject; } @Override public Object invoke(Object object, Method method, Object[] args) throws Throwable { //代理真实对象之前 Object obj = method.invoke(subject, args); //代理真实对象之后 return obj; }}三方库（注解）
我们可以发现很多库都会用到注解，而获取注解的过程也会有反射的过程，比如获取Activity中所有变量的注解：
public void getAnnotation(Activity activity){ Class clazz = activity.getClass(); //获得activity中的所有变量 Field[] fields = clazz.getDeclaredFields(); for (Field field : fields) { field.setAccessible(true); //获取变量上加的注解 MyAnnotation test = field.getAnnotation(MyAnnotation.class); //... }}这种通过反射处理注解的方式称作运行时注解，也就是程序运行状态的时候才会去处理注解。
但是上文说过了，反射会在一定程度上影响到程序的性能，所以还有一种处理注解的方式：编译时注解。
所用到的注解处理工具是APT。
APT是一种注解处理器，可以在编译时进行扫描和处理注解，然后生成java代码文件，这种方法对比反射就能比较小的影响到程序的运行性能。
这里就不说APT的使用了，下次会专门有章节提到～
反射可以修改final类型成员变量吗？
final我们应该都知道，修饰变量的时候代表是一个常量，不可修改。那利用反射能不能达到修改的效果呢？
我们先试着修改一个用final修饰的String变量。
public class User { private final String name = "Bob"; private final Student student = new Student(); public String getName() { return name; } public Student getStudent() { return student; }} User user = new User(); Class clz = User.class; Field field1 = null; try{ field1=clz.getDeclaredField("name"); field1.setAccessible(true); field1.set(user,"xixi"); System.out.println(user.getName()); }catch(NoSuchFieldException e){ e.printStackTrace(); }catch(IllegalAccessException e){ e.printStackTrace(); }打印出来的结果，还是Bob，也就是没有修改到。
我们再修改下student变量试试：
field1 = clz.getDeclaredField("student");field1.setAccessible(true);field1.set(user, new Student());打印：修改前com.example.studynote.reflection.Student@77459877修改后com.example.studynote.reflection.Student@72ea2f77可以看到，对于正常的对象变量即使被final修饰也是可以通过反射进行修改的。
这是为什么呢？为什么String不能被修改，而普通的对象变量可以被修改呢？
先说结论，其实String值也被修改了，只是我们无法通过这个对象获取到修改后的值。
这就涉及到JVM的内联优化了：
内联函数，编译器将指定的函数体插入并取代每一处调用该函数的地方（上下文），从而节省了每次调用函数带来的额外时间开支。
简单的说，就是JVM在处理代码的时候会帮我们优化代码逻辑，比如上述的final变量，已知final修饰后不会被修改，所以获取这个变量的时候就直接帮你在编译阶段就给赋值了。
所以上述的getName方法经过JVM编译内联优化后会变成：
public String getName() { return "Bob"; }所以无论怎么修改，都获取不到修改后的值。
有的朋友可能提出直接获取name呢？比如这样：
代码语言：txt复制//修改为publicpublic final String name = "Bob";//反射修改后，打印user.namefield1=clz.getDeclaredField("name");field1.setAccessible(true);field1.set(user,"xixi");System.out.println(user.name);不好意思，还是打印出来Bob。这是因为System.out.println(user.name)这一句在经过编译后，会被写成：
System.out.println(user.name)//经过内联优化System.out.println("Bob")所以：
反射是可以修改final变量的，但是如果是基本数据类型或者String类型的时候，无法通过对象获取修改后的值，因为JVM对其进行了内联优化。
那有没有办法获取修改后的值呢？
有，可以通过反射中的Field.get(Object obj)方法获取：
//获取field对应的变量在user对象中的值System.out.println("修改后" field.get(user));反射获取static静态变量
说完了final，再说说static，怎么修改static修饰的变量呢？
我们知道，静态变量是在类的实例化之前就进行了初始化（类的初始化阶段），所以静态变量是跟着类本身走的，跟具体的对象无关，所以我们获取变量就不需要传入对象，直接传入null即可：
public class User { public static String name;}field2 = clz.getDeclaredField("name");field2.setAccessible(true);//获取静态变量Object getname=field2.get(null);System.out.println("修改前" getname);//修改静态变量field2.set(null, "xixi");System.out.println("修改后" User.name);如上述代码：
Field.get(null)可以获取静态变量。Field.set(null,object)可以修改静态变量。
怎么提升反射效率
- 1、缓存重复用到的对象
利用缓存，其实我不说大家也都知道，在平时项目中用到多次的对象也会进行缓存，谁也不会多次去创建。
但是，这一点在反射中尤为重要，比如Class.forName方法，我们做个测试：
long startTime = System.currentTimeMillis(); Class clz = Class.forName("com.example.studynote.reflection.User"); User user; int i = 0; while (i < 1000000) { i ; //方法1，直接实例化 user = new User(); //方法2，每次都通过反射获取class，然后实例化 user = (User) Class.forName("com.example.studynote.reflection.User").newInstance(); //方法3，通过之前反射得到的class进行实例化 user = (User) clz.newInstance(); } System.out.println("耗时：" (System.currentTimeMillis() - startTime));打印结果：
代码语言：txt复制1、直接实例化耗时：152、每次都通过反射获取class，然后实例化耗时：6713、通过之前反射得到的class进行实例化耗时：31所以看出来，只要我们合理的运用这些反射方法，比如Class.forName，Constructor，Method，Field等，尽量在循环外就缓存好实例，就能提高反射的效率，减少耗时。
- 2、setAccessible(true)
之前我们说过当遇到私有变量和方法的时候，会用到setAccessible(true)方法关闭安全检查。这个安全检查其实也是耗时的。
所以我们在反射的过程中可以尽量调用setAccessible(true)来关闭安全检查，无论是否是私有的，这样也能提高反射的效率。
- 3、ReflectASM
ReflectASM 是一个非常小的 Java 类库，通过代码生成来提供高性能的反射处理，自动为 get/set 字段提供访问类，访问类使用字节码操作而不是 Java 的反射技术，因此非常快。
ASM是一个通用的Java字节码操作和分析框架。 它可以用于修改现有类或直接以二进制形式动态生成类。
简单的说，这是一个类似反射，但是不同于反射的高性能库。
他的原理是通过ASM库，生成了一个新的类，然后相当于直接调用新的类方法，从而完成反射的功能。
感兴趣的可以去看看源码，实现原理比较简单——https://github.com/EsotericSoftware/reflectasm。
小总结：
经过上述三种方法，我想反射也不会那么可怕到大大影响性能的程度了，如果真的发现反射影响了性能以及实际使用的情况，也许可以研究下，是否是因为没用对反射和没有处理好反射相关的缓存呢？
反射原理
如果我们试着查看这些反射方法的源码，会发现最终都会走到native方法中，比如
getDeclaredField方法会走到
public native Field getDeclaredField(String name) throws NoSuchFieldException;那么在底层，是怎么获取到类的相关信息的呢？
首先回顾下JVM加载Java文件的过程：
编译阶段，.java文件会被编译成.class文件，.class文件是一种二进制文件，内容是JVM能够识别的机器码。.class文件里面依次存储着类文件的各种信息，比如：版本号、类的名字、字段的描述和描述符、方法名称和描述、是不是public、类索引、字段表集合，方法集合等等数据。- 然后，JVM中的类加载器会读取字节码文件，取出二进制数据，加载到内存中，并且解析
.class文件的信息。 - 类加载器会获取类的二进制字节流，在内存中生成代表这个类的
java.lang.Class对象。 - 最后会开始类的生命周期，比如
连接、初始化等等。
而反射，就是去操作这个 java.lang.Class对象，这个对象中有整个类的结构，包括属性方法等等。
总结来说就是，.class是一种有顺序的结构文件,而Class对象就是对这种文件的一种表示，所以我们能从Class对象中获取关于类的所有信息，这就是反射的原理。
