要想理解反射的原理，首先要了解什麼是類型信息。Java讓我們在運行時識別對象和類的信息，主要有2種方式：一種是傳統的RTTI，它假定我們在編譯時已經知道了所有的類型信息；另一種是反射機制，它允許我們在運行時發現和使用類的信息。
理解RTTI在Java中的工作原理，首先需要知道類型信息在運行時是如何表示的，這是由Class對象來完成的，它包含了與類有關的信息。Class對象就是用來創建所有“常規”對象的，Java使用Class對象來執行RTTI，即使你正在執行的是類似類型轉換這樣的操作。
每個類都會產生一個對應的Class對象，也就是保存在.class文件。所有類都是在對其第一次使用時，動態加載到JVM的，當程序創建一個對類的靜態成員的引用時，就會加載這個類。Class對象僅在需要的時候才會加載，static初始化是在類加載時進行的。
public class TestMain {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(XYZ.name);
}
}
class XYZ {
public static String name = "luoxn28";
static {
System.out.println("xyz靜態塊");
}
public XYZ() {
System.out.println("xyz構造了");
}
}
輸出結果為：
類加載器首先會檢查這個類的Class對象是否已被加載過，如果尚未加載，默認的類加載器就會根據類名查找對應的.class文件。
想在運行時使用類型信息，必須獲取對象(比如類Base對象)的Class對象的引用，使用功能Class.forName(“Base”)可以實現該目的，或者使用base.class。注意，有一點很有趣，使用功能”.class”來創建Class對象的引用時，不會自動初始化該Class對象，使用forName()會自動初始化該Class對象。為了使用類而做的准備工作一般有以下3個步驟：
public class Base {
static int num = 1;
static {
System.out.println("Base " + num);
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 不會初始化靜態塊
Class clazz1 = Base.class;
System.out.println("------");
// 會初始化
Class clazz2 = Class.forName("zzz.Base");
}
}
編譯器將檢查類型向下轉型是否合法，如果不合法將拋出異常。向下轉換類型前，可以使用instanceof判斷。
class Base { }
class Derived extends Base { }
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Base base = new Derived();
if (base instanceof Derived) {
// 這裡可以向下轉換了
System.out.println("ok");
}
else {
System.out.println("not ok");
}
}
}
如果不知道某個對象的確切類型，RTTI可以告訴你，但是有一個前提：這個類型在編譯時必須已知，這樣才能使用RTTI來識別它。Class類與java.lang.reflect類庫一起對反射進行了支持，該類庫包含Field、Method和Constructor類，這些類的對象由JVM在啟動時創建，用以表示未知類裡對應的成員。這樣的話就可以使用Contructor創建新的對象，用get()和set()方法獲取和修改類中與Field對象關聯的字段，用invoke()方法調用與Method對象關聯的方法。另外，還可以調用getFields()、getMethods()和getConstructors()等許多便利的方法，以返回表示字段、方法、以及構造器對象的數組，這樣，對象信息可以在運行時被完全確定下來，而在編譯時不需要知道關於類的任何事情。
反射機制並沒有什麼神奇之處，當通過反射與一個未知類型的對象打交道時，JVM只是簡單地檢查這個對象，看它屬於哪個特定的類。因此，那個類的.class對於JVM來說必須是可獲取的，要麼在本地機器上，要麼從網絡獲取。所以對於RTTI和反射之間的真正區別只在於：
public class Person implements Serializable {
private String name;
private int age;
// get/set方法
}
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person("luoxn28", 23);
Class clazz = person.getClass();
Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
String key = field.getName();
PropertyDescriptor descriptor = new PropertyDescriptor(key, clazz);
Method method = descriptor.getReadMethod();
Object value = method.invoke(person);
System.out.println(key + ":" + value);
}
}
以上通過getReadMethod()方法調用類的get函數，可以通過getWriteMethod()方法來調用類的set方法。通常來說，我們不需要使用反射工具，但是它們在創建動態代碼會更有用，反射在Java中用來支持其他特性的，例如對象的序列化和JavaBean等。
代理模式是為了提供額外或不同的操作，而插入的用來替代”實際”對象的對象，這些操作涉及到與”實際”對象的通信，因此代理通常充當中間人角色。Java的動態代理比代理的思想更前進了一步，它可以動態地創建並代理並動態地處理對所代理方法的調用。在動態代理上所做的所有調用都會被重定向到單一的調用處理器上，它的工作是揭示調用的類型並確定相應的策略。以下是一個動態代理示例：
接口和實現類：
public interface Interface {
void doSomething();
void somethingElse(String arg);
}
public class RealObject implements Interface {
public void doSomething() {
System.out.println("doSomething.");
}
public void somethingElse(String arg) {
System.out.println("somethingElse " + arg);
}
}
動態代理對象處理器：
public class DynamicProxyHandler implements InvocationHandler {
private Object proxyed;
public DynamicProxyHandler(Object proxyed) {
this.proxyed = proxyed;
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
System.out.println("代理工作了.");
return method.invoke(proxyed, args);
}
}
測試類：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
RealObject real = new RealObject();
Interface proxy = (Interface) Proxy.newProxyInstance(
Interface.class.getClassLoader(), new Class[] {Interface.class},
new DynamicProxyHandler(real));
proxy.doSomething();
proxy.somethingElse("luoxn28");
}
}
輸出結果如下：
通過調用Proxy靜態方法Proxy.newProxyInstance()可以創建動態代理，這個方法需要得到一個類加載器，一個你希望該代理實現的接口列表(不是類或抽象類)，以及InvocationHandler的一個實現類。動態代理可以將所有調用重定向到調用處理器，因此通常會調用處理器的構造器傳遞一個”實際”對象的引用，從而將調用處理器在執行中介任務時，將請求轉發。
參考：
1、《Java編程思想-第4版》類型信息章節
