反射与注解

什么是反射？

反射（Reflection）机制是 Java 语言的元编程能力，它允许我们在运行时分析一个类的所有属性、方法、注解等结构信息，甚至实例化对象、访问私有成员或调用任意方法。

反射的核心入口是 java.lang.reflect 包，配合 Class 类可以动态实现以下操作：

• 获取类的 Class 对象（如：Class.forName("com.example.MyClass")）
• 获取字段、方法、构造器等结构信息
• 修改字段值（包括私有字段）
• 动态调用方法（包括私有方法）
• 实例化对象（甚至无构造器参与）

反射让代码具备了"动态性"和"自描述性"，在不知道类名、方法名等前提下也能完成操作，是构建 IoC 容器、AOP 框架、ORM 映射等功能的基础能力。

尽管反射非常强大，但使用时也要注意权限控制与性能影响。

反射的优缺点？

反射提供了在运行时动态操作类结构的能力，显著提升了代码的通用性和灵活性，是很多底层框架得以实现的基石。然而，它也不是万能钥匙，使用时需权衡利弊。

优点：

• 高度灵活：不依赖于编译时类型，可在运行时动态操作任意类、字段、方法
• 支持动态扩展：适合插件式架构、动态代理、IOC、ORM 等框架场景
• 提升复用性：同一套代码可操作不同结构的类，简化代码冗余

缺点：

• 性能较差：反射涉及的动态解析、访问控制绕过等操作开销大于普通代码
• 破坏封装：通过反射可访问私有字段与方法，违背 OOP 封装原则
• 类型安全不足：绕过泛型检查，可能在运行时抛出类型转换异常
• 调试困难：错误往往在运行时暴露，堆栈信息不明确，影响排查效率

因此，反射应主要用于框架层开发或必须动态行为的场景，在业务代码中应尽量少用，以提升代码可维护性与性能。

反射的应用场景？

虽然在日常业务开发中我们可能很少直接使用反射 API，但其在框架和底层机制中几乎无处不在。以下是典型应用场景：

1. Spring 框架：
   Spring 通过反射实现 Bean 的自动实例化、依赖注入、字段注解识别（如 @Autowired）、AOP 等功能。

2. JDK 动态代理：
   基于 java.lang.reflect.Proxy 和 InvocationHandler，JDK 可在运行时生成代理类并通过反射调用目标对象方法，广泛用于事务控制、RPC、权限校验等。

3. 注解处理：
   反射可读取类、方法、字段上的注解，用于驱动配置和行为控制，如 @RequestMapping、@Component 等。

4. ORM 框架（如 MyBatis）：
   反射用于将数据库记录映射为 Java 实体类对象，并支持字段动态赋值、结果集绑定等。

5. SPI 服务发现机制：
   JDK 的 ServiceLoader 底层使用反射加载接口实现类，支持运行时的模块扩展。

6. JDBC 驱动加载：
   通过 Class.forName() 加载数据库驱动类，也是反射典型的使用方式。

此外，反射也是调试工具、热部署、脚本引擎、模板引擎等领域的重要基础。它让 Java 在静态类型语言中具备了动态编程能力，极大拓展了语言边界。

动态代理的几种方式

动态代理是一种在运行时动态生成代理类并实现方法增强的技术。它广泛应用于 Spring AOP、事务管理、远程调用、权限控制等场景。Java 中主要有两种动态代理机制：

1. JDK 动态代理
基于 java.lang.reflect.Proxy 实现，仅支持代理接口。其原理是在运行时生成一个实现目标接口的代理类，并将方法调用委托给 InvocationHandler 实现类。适用于目标类实现了接口的情况。

SomeInterface proxy = (SomeInterface) Proxy.newProxyInstance(
    loader, interfaces, new MyInvocationHandler(target));

优点：API 原生支持，性能优于 CGLIB（在接口场景）
限制：只能代理接口，不能代理普通类

2. CGLIB 动态代理
基于 ASM 字节码技术，通过生成目标类的子类进行方法增强，因此可代理没有实现接口的类。Spring AOP 中如果目标类未实现接口，默认使用 CGLIB。

Enhancer enhancer = new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(TargetClass.class);
enhancer.setCallback(new MethodInterceptorImpl());
TargetClass proxy = (TargetClass) enhancer.create();

优点：无接口限制，适用范围更广
限制：不能代理 final 类或 final 方法，启动速度较慢，内存开销略大

补充：
在 Spring Boot 中，默认如果类实现了接口，则使用 JDK 动态代理；否则使用 CGLIB。

总结：

• 实现了接口 → JDK 动态代理
• 没有接口 → CGLIB
• 强调性能 → 尽量使用 JDK 代理
  动态代理机制是 Java 框架开发中的核心工具之一，理解其原理是掌握 AOP、RPC 等技术的基础。

什么是注解？

Java 注解不是代码逻辑的一部分，而是一种用于描述代码的"说明书"。它广泛应用于编译器校验、代码生成、依赖注入、配置驱动等场景，是构建现代 Java 框架的核心技术之一。

注解的定义示例如下：

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyAnnotation {
    String value();
}

该注解可以用于方法上，并在运行时保留。
注解本质上会被编译为继承了 java.lang.annotation.Annotation 接口的类，例如：

public interface Override extends Annotation {}

Java 内置了常见注解：

• @Override：用于方法覆写校验
• @Deprecated：标记废弃方法或类
• @SuppressWarnings：抑制编译器告警

更重要的是，开发者可以自定义注解并结合反射、AOP 等机制，实现灵活的控制逻辑，如 Spring 的 @Autowired、@Transactional 等。

总结来说，注解提供了让代码"自我描述"的能力，是连接配置与逻辑的重要桥梁。

注解的解析方法有哪几种？

Java 中注解的保留策略通过 @Retention 决定，影响注解的处理时机：

1. 编译期解析（RetentionPolicy.SOURCE）
   这类注解仅存在于源代码中，编译后会被丢弃，适用于辅助性标记，如 @Override。处理器如 javac 会根据注解内容进行语法校验、编译优化等。

2. 类加载期解析（RetentionPolicy.CLASS）
   保留到字节码中但不加载到运行时内存，典型如部分 IDE 插件、代码扫描器用来分析 class 文件。

3. 运行期解析（RetentionPolicy.RUNTIME）
   最常见于框架开发，通过反射获取注解信息，用于控制业务逻辑。例如 Spring 中的 @Autowired、@RequestMapping 等，都是通过运行时反射读取注解元信息，并执行对应逻辑。

运行期解析步骤通常包括：

• 获取类或方法的 Class 对象
• 调用 getAnnotation() 或 getDeclaredAnnotations() 获取注解实例
• 根据注解参数进行行为控制或逻辑分支

注解处理是现代 Java 编程的重要组成，理解其解析原理有助于掌握框架工作机制与源码分析能力。