☕ Вопросы интервью по Java

Ответ: Reflection API (пакет java.lang.reflect и класс java.lang.Class) позволяет программе во время выполнения исследовать и изменять собственную структуру: узнавать классы, поля, методы, конструкторы, аннотации, создавать объекты и вызывать методы, имена которых неизвестны на этапе компиляции.

• Class — описание класса или интерфейса
• Field — поле
• Method — метод
• Constructor — конструктор
• Modifier — модификаторы доступа (public, static, final...)
• Proxy — динамические прокси

• Фреймворки: Spring (внедрение зависимостей), Hibernate (маппинг полей), Jackson (сериализация), JUnit (поиск тестов)
• IDE и отладчики — автодополнение, инспекторы объектов
• Плагины и загрузка классов по имени из конфигурации (Class.forName)

Ответ: Есть три основных способа:

Class<String> c1 = String.class;

Object obj = "hello";
Class<?> c2 = obj.getClass();           // class java.lang.String

Class<?> c3 = Class.forName("java.util.ArrayList");

System.out.println(c1 == c2);          // true: Class объект один на класс в загрузчике
                

Ответ: У Class есть две группы методов — с префиксом getDeclared и без него.

class User {
    private String name;
    public int age;
    private void secret() { }
    public String getName() { return name; }
}

Class<User> c = User.class;

for (Field f : c.getDeclaredFields()) {
    System.out.println(f.getName() + " : " + f.getType().getSimpleName()
        + " : " + Modifier.toString(f.getModifiers()));
}
// name : String : private
// age : int : public

c.getDeclaredMethods();   // secret, getName
c.getMethods();           // getName + публичные методы Object (toString, hashCode...)
                

Ответ: Нужно получить Constructor по типам параметров и вызвать newInstance().

class Person {
    private final String name;
    public Person() { this("unknown"); }
    public Person(String name) { this.name = name; }
}

Class<Person> c = Person.class;

Person p1 = c.getDeclaredConstructor().newInstance();                 // пустой конструктор
Person p2 = c.getDeclaredConstructor(String.class).newInstance("Ann"); // с параметром
                

• Class.newInstance() объявлен устаревшим с Java 9 — он пробрасывает любые исключения конструктора, в том числе проверяемые, не объявляя их
• Исключение внутри конструктора приходит обёрнутым в InvocationTargetException
• Для private конструктора нужен setAccessible(true) (так ломают паттерн Singleton)
• Если нужного конструктора нет — NoSuchMethodException

Ответ: Находим Method по имени и типам параметров и вызываем invoke(объект, аргументы...).

class Calc {
    public int sum(int a, int b) { return a + b; }
    public static int twice(int x) { return x * 2; }
    private String secret() { return "hidden"; }
}

Calc calc = new Calc();

Method sum = Calc.class.getMethod("sum", int.class, int.class);
Object r = sum.invoke(calc, 2, 3);                       // 5 (Integer)

Method twice = Calc.class.getMethod("twice", int.class);
Object r2 = twice.invoke(null, 4);                       // static: объект = null

Method secret = Calc.class.getDeclaredMethod("secret");
secret.setAccessible(true);                              // доступ к private
Object r3 = secret.invoke(calc);                         // "hidden"
                

• NoSuchMethodException — метод с такой сигнатурой не найден
• IllegalAccessException — нет доступа (private без setAccessible)
• InvocationTargetException — вызванный метод сам бросил исключение; оригинал доступен через getCause()

Ответ: Через Field: методы get()/set() и типизированные getInt(), setInt() и т.д. Для private полей сначала вызывают setAccessible(true).

class Account {
    private int balance = 100;
}

Account acc = new Account();

Field f = Account.class.getDeclaredField("balance");
f.setAccessible(true);

int value = (int) f.get(acc);     // 100
f.set(acc, 500);                  // теперь balance == 500
                

• getField() видит только public поля, getDeclaredField() — любые поля этого класса
• Поле суперкласса через getDeclaredField подкласса не найти — нужно подняться по getSuperclass()
• Для static поля в get/set первым аргументом передают null
• Не-static final поле после setAccessible(true) изменить можно, но JIT мог уже подставить константу, поэтому результат непредсказуем. У static final, а также у полей record и hidden-классов изменение вызовет исключение

Ответ: setAccessible(true) отключает проверку модификаторов доступа для конкретного Field, Method или Constructor, поэтому можно обращаться к private членам. Проверка идёт при каждом вызове — отключить её для всего класса нельзя.

• Начиная с Java 9 доступ через рефлексию ограничен границами модулей
• В Java 16 сильная инкапсуляция внутренних пакетов JDK стала включена по умолчанию, а в Java 17 флаг --illegal-access удалён
• Попытка обратиться к private члену, например java.base, закончится InaccessibleObjectException
• Пакет в своём модуле можно открыть через opens в module-info.java или флагом запуска --add-opens java.base/java.lang=ALL-UNNAMED

Field f = String.class.getDeclaredField("value");
f.setAccessible(true);
// Java 17+: InaccessibleObjectException:
// Unable to make field private final byte[] java.lang.String.value accessible:
// module java.base does not "opens java.lang" to unnamed module
                

Ответ:

• Кэшировать найденные Method/Field и не искать их заново при каждом вызове
• Использовать MethodHandle / VarHandle (java.lang.invoke) — они быстрее при многократном использовании
• Применять генерацию кода на этапе компиляции (Annotation Processing, как у MapStruct), где это возможно

Ответ: Динамический прокси — объект, который создаётся во время выполнения и реализует заданные интерфейсы. Все вызовы его методов перенаправляются в один метод InvocationHandler.invoke(), где можно добавить логику до и после вызова реального объекта.

interface Service {
    String hello(String name);
}

Service real = name -> "Hello, " + name;

Service proxy = (Service) Proxy.newProxyInstance(
    Service.class.getClassLoader(),
    new Class<?>[] { Service.class },
    (p, method, args) -> {
        System.out.println("before " + method.getName());
        Object result = method.invoke(real, args);
        System.out.println("after");
        return result;
    }
);

proxy.hello("Ann");
// before hello
// after
                

• JDK Proxy работает только с интерфейсами
• Для прокси классов используют библиотеки CGLIB, ByteBuddy (генерируют подкласс); final классы и методы так проксировать нельзя
• Spring AOP использует JDK Proxy, если у бина есть интерфейс, и CGLIB — если нет (@Transactional, @Cacheable, @Async)

Ответ: Рефлексия — основа большинства «магии» в Java-фреймворках.

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Inject { }

class Controller {
    @Inject
    private Service service;
}

static void injectAll(Object target, Map<Class<?>, Object> beans) throws Exception {
    for (Field f : target.getClass().getDeclaredFields()) {
        if (f.isAnnotationPresent(Inject.class)) {
            f.setAccessible(true);
            f.set(target, beans.get(f.getType()));
        }
    }
}