| java 反射原理（jvm是如何实现反射的） | 您所在的位置：网站首页 › java反射的实现方式 › java 反射原理（jvm是如何实现反射的） |
|
反射是Java 中非常重要的特性，它允许正在运行的Java程序观测，甚至是修改程序的动态行为。 例如：我们可以通过Class 对象枚举出该类所有方法，我们还可以通过Method.Accessible 绕过Java 语言的访问权限，在私有的方法所在类之外的地方调用该方法。 在Java 开发环境（IDE）中当我们输入对象后输入点号时，编译器会根据点号前的数据动态的展示出对象中的属性和方法。 反射.jpg在Web开发中，我们经常使用的各种通用框架为了保证框架的可扩展性，往往都使用Java反射功能，根据配置文件中的信息来动态的加载不同的类，还可以为类中的属性赋值等等。例如Spring的IOC功能，底层原理就是使用反射机制。 虽然反射机制很灵活，但是在性能上却带来了一些开销，接下来我们就了解一下反射机制，并看看为什么会有性能问题。 原理我们根据方法的反射调用来分析下源码，看看Method.invoke是如何实现的。 @CallerSensitive public Object invoke(Object obj, Object... args) throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException { if (!override) { if (!Reflection.quickCheckMemberAccess(clazz, modifiers)) { Class caller = Reflection.getCallerClass(); checkAccess(caller, clazz, obj, modifiers); } } MethodAccessor ma = methodAccessor; // read volatile if (ma == null) { ma = acquireMethodAccessor(); } return ma.invoke(obj, args); }通过源码可以看到其实invoke方法实际上是委派给了MethodAccessor来处理，MethodAccessor是一个接口，有两个具体实现方法（methodAccessorImpl 是一个抽象的实现方法另外两个实现对象继承此对象），委托实现和本地实现。从代码中可以看到第一次调用时本地methodAccessor是空，所以会调用acquireMethodAccessor（）方法。 image.png接下来看下获取MethodAccessor实现方法，首先检查是否已经创建，如果创建了就使用创建的，如果没有创建就调用工厂方法创建一个 private MethodAccessor acquireMethodAccessor() { // 首先检查是否已经创建了实现，如果创建了就使用创建的，如果没有就地要用工厂方法创建一个 MethodAccessor tmp = null; if (root != null) tmp = root.getMethodAccessor(); if (tmp != null) { methodAccessor = tmp; } else { // Otherwise fabricate one and propagate it up to the root tmp = reflectionFactory.newMethodAccessor(this); setMethodAccessor(tmp); } return tmp; }看下反射工厂的newMethodAccessor 方法，从下面可以看到先是检查初始化，然后判断是否开启动态代理实现，如果开启了就会使用动态实现方式（直接生成字节码方式），如果没有开启就会生成一个委派实现，委派实现的具体实现是使用本地实现来完成。 public MethodAccessor newMethodAccessor(Method var1) { checkInitted(); if (noInflation && !ReflectUtil.isVMAnonymousClass(var1.getDeclaringClass())) { return (new MethodAccessorGenerator()).generateMethod(var1.getDeclaringClass(), var1.getName(), var1.getParameterTypes(), var1.getReturnType(), var1.getExceptionTypes(), var1.getModifiers()); } else { NativeMethodAccessorImpl var2 = new NativeMethodAccessorImpl(var1); DelegatingMethodAccessorImpl var3 = new DelegatingMethodAccessorImpl(var2); var2.setParent(var3); return var3; } }看到这里可能会有一个疑问，为什么使用委派实现穿插在中间，这是因为Java反射实现机制还有一种动态生成字节码，通过invoke指令直接调用目标的方法，委派实现是为了在动态实现和本地实现之间进行切换。 动态实现和本地实现相比，执行速度要快上20倍，这是因为动态实现直接执行字节码，不用从java到c++ 再到java 的转换，但是因为生成字节码的操作比较耗费时间，所以如果仅一次调用的话反而是本地时间快3到4倍。 为了防止很多反射调用只调用一次，java 虚拟机设置了一个阀值等于15（通过-Dsun.reflect.inflationThreshold 参数来调整），当一个反射调用次数达到15次时，委派实现的委派对象由本地实现转换为动态实现，这个过程称之为Inflation。 反射调用的Inflation机制可以通过参数（-Dsun.reflect.noInflation=true）来关闭（对应代码是newMethodAccessor 方法中的if 判断）。这样在反射调用开始的时候就会直接使用动态实现，而不会使用委派实现或者本地实现。 反射调用的性能开销接下来我们就来看下反射调用的性能开销，在反射调用方法的例子中，我们先后调用了Class.forName,Class.getMethod,以及Method.invoke 三个操作。其中Class.forName 会调用本地方法，Class.getMethod 会遍历该类的公有方法。如果没有匹配到它还会遍历父级的公有方法，可以知道这两个操作非常耗费时间。 值得注意的是，以getMethod 方法为代表的查询操作，会返回一份查询结果的拷贝信息。因此我们避免在热点代码中使用返回Method数组的getMethods 或者getDeclareMethods方法，以减少不必要的堆空间的消耗。 在实际的开发中 ，我们通常会在应用程序中缓存Class.forName 和 Class.getMethod 的结果。因为下面我们就针对Method.invoke 反射调用的性能开销进行分析。 反射功能使用获取Class 对象 使用静态方法Class.forName 调用对象的getClass() 方法 直接类名 + “.class” 访问[1]https://www.jianshu.com/p/4b98cd4af198 |
| CopyRight 2018-2019 实验室设备网 版权所有 |