Java面试必背——什么是反射?它有什么用途和优缺点?附示例代码

一个常见的java面试问题是：什么是反射（reflection）？它有什么用途和优缺点？

正确答案是：

• 反射（reflection）是一种在运行时动态获取和操作类、对象、方法、属性等信息的机制 。
• 反射的用途有：实现泛型（generic） ，例如List<String>和List<Integer>在编译时都会被擦除为List，但是在运行时可以通过反射获取到实际的类型参数。实现注解（annotation） ，例如@Override和@Test等，可以在运行时通过反射获取到注解的信息和作用对象。实现动态代理（dynamic proxy） ，例如可以在运行时创建一个实现了某个接口的代理对象，然后通过反射调用其方法。实现框架（framework） ，例如Spring和Hibernate等，可以通过反射实现依赖注入（dependency injection）、对象关系映射（object-relational mapping）等功能。
• 反射的优点有：提高了代码的灵活性和扩展性 ，可以在运行时动态创建和调用对象，而不需要事先知道具体的类名和方法名。减少了代码的重复性和冗余性 ，可以通过反射实现通用的操作，而不需要针对每个类和方法编写特定的代码。
• 反射的缺点有：降低了代码的性能 ，因为反射涉及到了运行时类型检查、方法调用等额外的开销，比直接的代码执行要慢很多。增加了代码的复杂性和风险 ，因为反射可能会破坏类的封装性和安全性，例如可以通过反射访问私有的成员或者修改final的变量。

一个示例程序如下：

// 导入反射相关的类
import java.lang.reflect.*;

// 定义一个接口
interface Animal {
    void eat();
}

// 定义一个实现了接口的类
class Cat implements Animal {
    private String name; // 私有属性

    public Cat(String name) { // 公有构造器
        this.name = name;
    }

    public void eat() { // 实现接口方法
        System.out.println(name + " is eating fish.");
    }
}

// 定义一个测试类
public class ReflectionTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 通过类名获取Class对象
        Class<?> cls = Class.forName("Cat");
        // 通过Class对象创建实例
        Object obj = cls.getDeclaredConstructor(String.class).newInstance("Tom");
        // 通过Class对象获取接口
        Class<?>[] interfaces = cls.getInterfaces();
        // 遍历接口
        for (Class<?> i : interfaces) {
            System.out.println(i.getName());
        }
        // 通过Class对象获取方法
        Method method = cls.getMethod("eat");
        // 通过反射调用方法
        method.invoke(obj);
        // 通过Class对象获取属性
        Field field = cls.getDeclaredField("name");
        // 设置属性可访问
        field.setAccessible(true);
        // 通过反射修改属性
        field.set(obj, "Jerry");
        // 通过反射再次调用方法
        method.invoke(obj);
    }
}

输出结果为：

Animal
Tom is eating fish.
Jerry is eating fish.

这个程序演示了如何通过反射获取和操作类、对象、方法、属性等信息，以及反射的用途和优缺点。希望你能够理解和掌握反射的概念和应用。

祝你面试成功！