Java Reflection（反射）API 允許程式在執行期間動態地取得類別資訊、建立物件實例，以及呼叫方法，而不需要在編譯時期知道類別的名稱。這在框架開發、外掛系統、序列化等場景非常有用。
取得 Class 物件
有三種方式可以取得 Class 物件：
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// 方法一：透過類別名稱字串（最常用於動態載入）
Class<?> clazz = Class.forName("com.example.MyClass");
// 方法二：透過類別的 .class 語法（編譯時期已知）
Class<?> clazz = MyClass.class;
// 方法三：透過物件實例
MyClass obj = new MyClass();
Class<?> clazz = obj.getClass();
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動態建立物件實例
使用無參數建構子
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Class<?> clazz = Class.forName("com.example.MyClass");
// 方法一（Java 9+ 已棄用，但仍可用）
Object instance = clazz.newInstance();
// 方法二（建議使用）
Object instance = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();
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使用有參數的建構子
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Class<?> clazz = Class.forName("com.example.Person");
// 取得接受 String 和 int 參數的建構子
Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor(String.class, int.class);
// 建立實例
Object person = constructor.newInstance("小明", 25);
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動態呼叫方法
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Class<?> clazz = Class.forName("com.example.Calculator");
Object instance = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();
// 取得方法（方法名稱 + 參數類型）
Method method = clazz.getMethod("add", int.class, int.class);
// 呼叫方法（instance, 參數列表）
Object result = method.invoke(instance, 10, 20);
System.out.println(result); // 30
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呼叫私有方法
預設無法存取私有方法，需要使用 setAccessible(true) 解除存取限制：
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Method privateMethod = clazz.getDeclaredMethod("privateCalculate", int.class);
privateMethod.setAccessible(true); // 解除私有限制
Object result = privateMethod.invoke(instance, 42);
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讀寫欄位（Field）
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Class<?> clazz = Class.forName("com.example.Person");
Object person = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();
// 取得欄位
Field nameField = clazz.getDeclaredField("name");
nameField.setAccessible(true); // 若為 private 需要設定
// 寫入值
nameField.set(person, "小明");
// 讀取值
String name = (String) nameField.get(person);
System.out.println(name); // 小明
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完整範例
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import java.lang.reflect.*;
public class ReflectionDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 動態載入類別
Class<?> clazz = Class.forName("com.example.Calculator");
// 建立實例
Object calc = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();
// 呼叫 add 方法
Method addMethod = clazz.getMethod("add", int.class, int.class);
int result = (int) addMethod.invoke(calc, 5, 3);
System.out.println("5 + 3 = " + result); // 8
// 列出所有公開方法
for (Method m : clazz.getMethods()) {
System.out.println("方法：" + m.getName());
}
}
}
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應用場景
- 框架開發：Spring 的 DI 容器、MyBatis 的 ORM 映射
- 外掛系統：根據設定檔動態載入類別
- 序列化/反序列化：Jackson、Gson 在執行期間讀寫物件欄位
- 單元測試：測試私有方法或欄位
效能注意事項
Reflection 比直接呼叫方法慢約 10~50 倍（視情況而定），原因包括：
- 需要進行安全性檢查
- 無法被 JIT 編譯器最佳化
- 需要動態解析類型資訊
在效能敏感的程式碼路徑中，應快取 Method、Field 等物件，避免重複取得。若需要大量動態呼叫，可考慮改用 MethodHandle（Java 7+）或 ByteBuddy 等位元組碼生成工具。
參考資料