《跟二師兄學Nacos吧》EXT-03篇 Nacos中此處為什么采用反射機制？

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大家可能看到過很多寫Java反射機制的文章，但如果在閱讀源碼的過程中，遇到反射機制的使用，你是否想過為什么要這么用嗎？

這篇文章就帶大家來看看Nacos中對Java反射機制的一處實踐案例。這篇文章既屬于知識點的分析，也屬于Nacos設計層面的分析。

Nacos中反射機制實踐

先來介紹一下Nacos反射機制使用的背景。

nacos-client項目中，可以通過NacosFactory獲得NamingService，然后基于NamingService來進行服務實例的注冊功能：

NamingService namingService = NacosFactory.createNamingService(properties);
namingService.registerInstance("nacos.test.1", instance);

而在NacosFactory中又是基于NamingFactory來實現(xiàn)NamingService的創(chuàng)建的：

public static NamingService createNamingService(Properties properties) throws NacosException {
    return NamingFactory.createNamingService(properties);
}

NamingFactory具體創(chuàng)建部分代碼如下：

public static NamingService createNamingService(Properties properties) throws NacosException {
    try {
        Class<?> driverImplClass = Class.forName("com.alibaba.nacos.client.naming.NacosNamingService");
        Constructor constructor = driverImplClass.getConstructor(Properties.class);
        return (NamingService) constructor.newInstance(properties);
    } catch (Throwable e) {
        throw new NacosException(NacosException.CLIENT_INVALID_PARAM, e);
    }
}

到這里，終于看到了反射機制的使用了，通過Class#forName方法獲取Class對象，然后獲取構造方法，創(chuàng)建實例。

如果你閱讀源碼時只看到這些，可能你會錯過一些有意思的設計和事情。你是否思考過，為什么這里要采用反射機制呢？直接new一個對象不行嗎？

在解答上述問題之前，我們先來簡單科普一下Java發(fā)反射機制。

Java反射機制

這里從基本概念、原理、簡單實踐說起。

Java反射簡介

Java是預編的語言，對象的類型在編譯期已經(jīng)確定。在程序運行時可能需要動態(tài)加載某些類，這些類之前用不到，所以就沒有被加載到JVM中。需要時，可通過反射在運行時動態(tài)地創(chuàng)建對象并調(diào)用其屬性或方法，而不需要在編譯期就知道運行的對象是誰。

Java反射機制的核心是在程序運行時動態(tài)加載類并獲取類的詳細信息，從而能夠操作類或?qū)ο蟮膶傩院头椒ā?/p>

Java反射的優(yōu)缺點

Java反射的優(yōu)點：

• 增加程序的靈活性，避免將程序?qū)懰赖酱a里；
• 代碼簡潔，提高代碼的復用率，外部調(diào)用方便；
• 對于任意一個類，都能夠知道這個類的所有屬性和方法；對于任意一個對象，都能夠調(diào)用它的任意一個方法；

反射的原理

在了解反射的基本原理之前，我們需要知道在Java程序編譯完成之后，會把所有class文件中所包含的類的基本元信息裝載到JVM內(nèi)存中，以Class類的形式保存。Class類可理解為描述類的類，每一個Class類對象代表一個具體類的基本元信息。反射就是在Class類的基礎上進行的，Class類對象存儲著類的所有相關信息。

關于JVM內(nèi)部的操作步驟，我們這里不做拓展。需要了解的就是Class對象是JVM加載.class文件之后生成的對象，而反射機制提供了獲取該對象，可以基于此進行屬性訪問或?qū)ο髽嬙?。而這一步是發(fā)生在運行時期間。

反射的基本使用

通常使用反射有三種方式：

// 方式一：使用Class.forName靜態(tài)方法
Class clz = Class.forName("java.lang.String");

// 方式二：使用.class方法
Class clz = String.class;

// 方式三：使用類對象的getClass()方法

String str = new String("Hello");
Class clz = str.getClass();

上述三種方式，一般常用第一種，字符串參數(shù)可以傳入也可以寫在配置文件中。第二種需要導入類包，依賴太強，不導包就拋編譯錯誤。第三種對象都有了還要反射干什么。

所以說，通常我們學習的時候，知道了很多種方式，而真正使用時，還是需要根據(jù)場景進行選擇。而Nacos的源碼中就采用了第一種的方式。

關于反射的其他API的使用此處就不再展開了，下面回到主題，來思考一下Nacos為什么使用反射，同時為什么采用第一種方式。

Nacos反射機制原理分析

在分析之前，我們先來看一下項目結構。首先，nacos-client項目依賴于nacos-aip項目，NamingFactory和NamingService位于nacos-api項目當中。而具體被實例化的對象類com.alibaba.nacos.client.naming.NacosNamingService，很明顯位于nacos-client當中。

通過上圖我們可以看到，NamingFactory中實現(xiàn)了NamingService的實例化業(yè)務邏輯，但此時nacos-api項目并沒有NacoNamingService，也就無法采用上面提到的其他兩種方法，只能通過Class.forName方式來進行實現(xiàn)了。

其實這里的設計與數(shù)據(jù)庫驅(qū)動程序類似，nacos-api中通過NamingService定義了一個接口，也就是定義了一個標準。而nacos-client中實現(xiàn)了這個標準，并且還要滿足兩個條件：第一，該實現(xiàn)類實現(xiàn)自NamingService；第二，該類的全路徑名要與NamingFactory中的實例化對象時的名稱一樣。

回頭再仔細想象，Nacos的用法，也不正是反射機制很典型的使用場景之一嗎？

小結

本文從Nacos的反射機制出發(fā)，深入思考提出問題，并簡單介紹了Java的反射機制。最終進一步分析Nacos項目結構，解答了最開始的疑問。你會如此閱讀源代碼嗎？你學到了嗎？趕緊關注上車！后續(xù)更多干貨輸出。

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