Kotlin反射详解

反射是一种机制，它允许我们在运行时检查、修改和操作类或对象的内部结构。反射开启了动态编程的可能性，在开发库、框架或工具等场景中非常有用。

Java 中的反射

在 Java 中，反射一直是实现动态编程的重要基石。它允许开发者在不提前知道类名的情况下，于运行时检查类、接口、字段和方法。

Class stringClass = String.class;
Method[] methods = stringClass.getMethods();

代码解释：

• String.class 获取 String 类对应的 Class 对象。

• getMethods() 返回该类（以及其父类）的所有 公共方法 数组。

Kotlin 对反射的需求

虽然 Java 的反射功能很强大，但 Kotlin 引入了许多额外的语言特性，例如 数据类、扩展函数、可空类型 等，这些特性需要额外的反射能力。
Kotlin 提供了 kotlin.reflect 包来支持这些 Kotlin 特有的功能，允许对函数、属性和类等语言元素进行检查和操作。

Kotlin 反射依赖添加

Gradle (Kotlin DSL)

dependencies {
    implementation("org.jetbrains.kotlin:kotlin-reflect:1.8.22")
}

解释：为项目引入 kotlin-reflect 库，以支持 Kotlin 反射功能。

Gradle (Groovy DSL)

dependencies {
    implementation "org.jetbrains.kotlin:kotlin-reflect:1.8.22"
}

解释：与 Kotlin DSL 相同，只是写法不同。

Maven

<dependencies>
  <dependency>
      <groupId>org.jetbrains.kotlin</groupId>
      <artifactId>kotlin-reflect</artifactId>
  </dependency>
</dependencies>

解释：在 Maven 项目中引入 Kotlin 反射库。

数据类示例（无反射）

data class Source(val name: String, val age: Int)
data class Target(var name: String? = null, var age: Int = 0)

val source = Source("John", 20)

val target = Target().apply {
    name = source.name
    age = source.age
}

解释：
手动将 Source 的属性赋值给 Target。当属性较多或运行时无法确定属性名时，这种方法会变得繁琐。

使用反射实现通用属性映射

fun <S : Any, T : Any> map(source: S, target: T) {
    val sourceProperties = source::class.memberProperties
    val targetProperties = target::class.memberProperties

    sourceProperties.forEach { sourceProperty ->
        targetProperties.find { it.name == sourceProperty.name }?.let { targetProperty ->
            if (targetProperty is KMutableProperty<*>) {
                targetProperty.setter.call(target, sourceProperty.getter.call(source))
            }
        }
    }
}

val target = Target()
map(source, target)

解释：

• source::class.memberProperties 获取源对象的所有属性。

• 找到与源属性同名的目标属性，并调用 setter 方法赋值。

• 泛型 <S, T> 使得该方法适用于任意两个类（只要属性名匹配）。

Kotlin 反射核心类

val stringClass = String::class
val stringType = stringClass.starProjectedType

解释：

• KClass：Kotlin 类的反射对象。

• KCallable：函数与属性的通用接口。

• KFunction：函数的反射对象。

• KProperty：属性的反射对象。

基本操作示例

1. 实例化类

val stringClass = String::class
val instance = stringClass.createInstance()

代码解释

• String::class获取 Kotlin 的 KClass 对象（表示 String 类的元信息）
• stringClass.createInstance()调用该类的 无参构造函数（primary constructor）来创建一个新的(String)实例。

2. 调用方法

val function = String::toLowerCase
val result = function.call("HELLO")  // "hello"

代码解释

• 通过 Kotlin 反射 获取类的属性引用 (:😃。
• 动态调用 toLowerCase 方法,并传入"HELLO" 作为 调用者（也就是接收者对象）。。

3. 访问与修改属性

data class Person(val name: String, var age: Int)

val person = Person("John", 20)
val ageProperty = Person::age
println(ageProperty.get(person))  // 20
ageProperty.set(person, 21)
println(person.age)  // 21

代码解释

• 通过 Kotlin 反射 获取类的属性引用 (:😃。
• 用 get() 和 set() 在运行时(传入接收者对象)读取与修改属性值。

高级操作

1. 泛型类型信息.

val list = listOf(1, 2, 3)
val type = list::class.typeParameters
println(type)  // [E]

代码解释

• 返回该类在定义时的泛型形参列表

2. 高阶函数参数类型

fun foo(block: () -> Unit) { block() }

val function = ::foo
val parameter = function.parameters.first()
println(parameter.type)  // Function0<kotlin.Unit>

代码解释

• 获取函数 foo 的引用，赋给 function 变量。(function的类型是KFunction)
• 返回一个包含该函数所有参数的列表（类型为 KParameter）
• 取第一个参数，也就是这里的 block
• 打印该参数的 Kotlin 类型

反射的优势与限制
优势

• 实现动态功能（如通用对象映射、设计模式等）
• 框架与库开发中不可或缺

限制

• 性能开销大（运行时计算多）
• 可能引发安全问题（访问私有成员）
• 并非所有类都能通过反射实例化（如匿名类、内部类）

总结

在 Kotlin 中，反射是一个功能强大的运行时检查与操作工具，可用于：

• 自动对象映射
• 实现设计模式
• 框架与库开发

但需要谨慎使用，避免在性能敏感或安全性要求高的场景中滥用。