反射 API 不会破坏数据封装的目的吗？答案

【问题标题】：Dosen't Reflection API break the very purpose of Data encapsulation?反射 API 不会破坏数据封装的目的吗？
【发布时间】：2013-05-14 03:43:55
【问题描述】：

最近我遇到了反射 API，令我惊讶的是我们可以访问甚至更改私有变量。我尝试了以下代码

import java.lang.reflect.Field;

public class SomeClass{
    private String name = "John";
}

public class Test{
    public static void main(String args[]) throws Exception {
        SomeClass myClass = new SomeClass();

        Field fs = myClass.getClass().getDeclaredField("name");
        fs.setAccessible(true);

        System.out.println("Variable is " + fs.getName() + " and value is "
                + fs.get(myClass));

        fs.set(myClass, "Sam");
        System.out.println("Variable is " + fs.getName() + " and value is "
                + fs.get(myClass));
    }
}

我得到了以下输出。

Variable is name and value is John
Variable is name and value is Sam

我们说Java是一种面向对象的语言，它的主要特性是数据封装、继承、多态......等等。反射API不是改变了数据封装的目的吗？为什么我们必须使用反射 API？我在一些网站上读到它可以用于测试目的，但根据我的说法，模块已经过测试，并且可以使用 JUnit 测试用例轻松完成。那么任何人都可以解释为什么我们有这样的黑客吗？

【问题讨论】：

反射 API 的实用工具之一是 IOC 模式，允许框架调用在其编译时（框架的）未知的方法。其他用途是检查类以执行转换（例如，直接从 bean 生成 SOAP 或 JSON 响应）
在您的代码中，您不必使用fs.setAccessible(true);，因为您知道在同一类的其他方法中更改私有字段（可以访问每个字段，甚至是私有字段）。我稍微更改了您的示例，以表明通过反射您可以访问通常无法访问的私有字段。

标签： java reflection private encapsulation

【解决方案1】：

反射 API 不是改变了数据封装的目的吗？

是和不是。

是的，反射 API 的某些用途可能破坏数据封装。
不，并非所有反射 API 的使用都会破坏数据封装。事实上，聪明的程序员只有在有充分理由这样做时才会通过反射 API 打破封装。
不，反射 API 不会改变数据封装的目的。数据封装的目的保持不变......即使有人故意破坏它。

为什么我们必须使用反射 API？

有许多反射使用不要破坏封装；例如使用反射来找出一个类有哪些超类型，它有哪些注解，它有哪些成员，调用可访问的方法和构造函数，读取和更新可访问的字段等等。

在某些情况下（在不同程度上）使用封装破坏反射的多样性是可以接受的：

您可能需要查看封装类型的内部（例如访问/修改私有字段）作为实现某些单元测试的最简单方法（或唯一方法）。
某些形式的依赖注入（又名 IoC）、序列化和持久性需要访问和/或更新私有字段。
在极少数情况下，您需要打破封装以解决某些类中无法修复的错误。

我在一些网站上读到它可以用于测试目的，但根据我的说法，模块已经过测试，并且可以使用 JUnit 测试用例轻松完成。那么任何人都可以解释为什么我们有这样的黑客吗？

这取决于您的班级的设计。设计为可测试的类要么是可测试的，而不需要访问“私有”状态，要么会公开该状态（例如protected getters）以允许测试。如果类不这样做，那么 JUnit 测试可能需要使用反射来查看抽象内部。

这是不可取的 (IMO)，但是如果您正在为某人编写的类编写单元测试，并且您无法“调整”API 以提高可测试性，那么您可能必须在是否使用反射之间做出选择完全测试。

最重要的是，数据封装是我们努力实现的理想（在 Java 中），但在某些情况下，实际正确的做法是破坏或忽略它。

请注意，并非所有 OO 语言都像 Java 那样支持强数据封装。例如，Python 和 Javascript 都是无可争辩的 OO 语言，但它们都使一个类可以轻松访问和修改另一个类的对象的状态……甚至改变其他类的行为。强大的数据抽象并不是每个人对面向对象含义的看法的核心。

【讨论】：

【解决方案2】：

是的，它确实违反了面向对象的概念。但是，它不会破坏任何 java 安全模型。如有必要，它可以由 java 安全管理器控制。 Java 反射本身就是一个有用的东西。它用于注释和 IOC，它们是非常有用的概念，能够在运行时处理类。

【讨论】：

【解决方案3】：

您不能将Encapsulation,Polymorphism 与反射混合使用。

反射具有完全不同的目的。通过反射，您可以动态创建类型并执行它。您可以在运行时动态访问类的成员。

例如，最近我在我的应用程序中使用反射来运行Plugins。即我从特定目录加载dll，然后通过将其转换为共享接口通过反射创建类的对象..

【讨论】：

【解决方案4】：

反射 API 不是在改变 Data 的用途吗封装？

不要太拘泥于规则。有时打破它们很有用。

反射非常有用。以我用于记录查找更改的代码为例，以便我可以将它们记录到数据库中：

public static void log(String userID, Object bOld, Object bNew)
          throws IntrospectionException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {
      String res = "";//String to hold the change record
      boolean changed = false;
      try {
        if(bOld != null){ //if this is an update
            BeanInfo beanInfo = Introspector.getBeanInfo(bOld.getClass());
            res = bOld.getClass().getSimpleName() + " - ";
            //loop and compare old values with new values and add them to our string if they are changed
            for (PropertyDescriptor prop : beanInfo.getPropertyDescriptors()) {
                Method getter = prop.getReadMethod();
                Object vOld = getter.invoke(bOld); //old value
                Object vNew = getter.invoke(bNew); //new value
                if (vOld == vNew || (vOld != null && vOld.equals(vNew))) {
                  continue;
                }
                changed = true;
                res = res + "(" + prop.getName()  + ", " +  vOld  + ", " + vNew + ")";
            }
          }

这样做要容易得多。如果我使用 getter，我将不得不为每个类编写一个单独的方法，并在每次添加新字段时进行修改。通过反射，我可以只编写一种方法来处理我的所有类。我写了我记录更改的方法here

【讨论】：