深入分析 Java 方法反射的实现原理
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方法反射實例
??? public class ReflectCase {
??????? public static void main(String[] args) throws Exception {
??????????? Proxy target = new Proxy();
??????????? Method method = Proxy.class.getDeclaredMethod("run");
??????????? method.invoke(target);
??????? }
??????? static class Proxy {
??????????? public void run() {
??????????????? System.out.println("run");
??????????? }
??????? }
??? }
通過Java的反射機制,可以在運行期間調用對象的任何方法,如果大量使用這種方式進行調用,會有性能或內存隱患么?為了徹底了解方法的反射機制,只能從底層代碼入手了。
Method獲取
調用Class類的getDeclaredMethod可以獲取指定方法名和參數的方法對象Method。
getDeclaredMethod
其中privateGetDeclaredMethods方法從緩存或JVM中獲取該Class中申明的方法列表,searchMethods方法將從返回的方法列表里找到一個匹配名稱和參數的方法對象。
searchMethods
如果找到一個匹配的Method,則重新copy一份返回,即Method.copy()方法
所次每次調用getDeclaredMethod方法返回的Method對象其實都是一個新的對象,且新對象的root屬性都指向原來的Method對象,如果需要頻繁調用,最好把Method對象緩存起來。
privateGetDeclaredMethods
從緩存或JVM中獲取該Class中申明的方法列表,實現如下:
其中reflectionData()方法實現如下:
這里有個比較重要的數據結構ReflectionData,用來緩存從JVM中讀取類的如下屬性數據:
從reflectionData()方法實現可以看出:reflectionData對象是SoftReference類型的,說明在內存緊張時可能會被回收,不過也可以通過-XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB參數控制回收的時機,只要發生GC就會將其回收,如果reflectionData被回收之后,又執行了反射方法,那只能通過newReflectionData方法重新創建一個這樣的對象了,newReflectionData方法實現如下:
通過unsafe.compareAndSwapObject方法重新設置reflectionData字段;
在privateGetDeclaredMethods方法中,如果通過reflectionData()獲得的ReflectionData對象不為空,則嘗試從ReflectionData對象中獲取declaredMethods屬性,如果是第一次,或則被GC回收之后,重新初始化后的類屬性為空,則需要重新到JVM中獲取一次,并賦值給ReflectionData,下次調用就可以使用緩存數據了。
Method調用
獲取到指定的方法對象Method之后,就可以調用它的invoke方法了,invoke實現如下:
應該注意到:這里的MethodAccessor對象是invoke方法實現的關鍵,一開始methodAccessor為空,需要調用acquireMethodAccessor生成一個新的MethodAccessor對象,MethodAccessor本身就是一個接口,實現如下:
在acquireMethodAccessor方法中,會通過ReflectionFactory類的newMethodAccessor創建一個實現了MethodAccessor接口的對象,實現如下:
在ReflectionFactory類中,有2個重要的字段:noInflation(默認false)和inflationThreshold(默認15),在checkInitted方法中可以通過-Dsun.reflect.inflationThreshold=xxx和-Dsun.reflect.noInflation=true對這兩個字段重新設置,而且只會設置一次;
如果noInflation為false,方法newMethodAccessor都會返回DelegatingMethodAccessorImpl對象,DelegatingMethodAccessorImpl的類實現
其實,DelegatingMethodAccessorImpl對象就是一個代理對象,負責調用被代理對象delegate的invoke方法,其中delegate參數目前是NativeMethodAccessorImpl對象,所以最終Method的invoke方法調用的是NativeMethodAccessorImpl對象invoke方法,實現如下:
這里用到了ReflectionFactory類中的inflationThreshold,當delegate調用了15次invoke方法之后,如果繼續調用就通過MethodAccessorGenerator類的generateMethod方法生成MethodAccessorImpl對象,并設置為delegate對象,這樣下次執行Method.invoke時,就調用新建的MethodAccessor對象的invoke()方法了。
這里需要注意的是:
generateMethod方法在生成MethodAccessorImpl對象時,會在內存中生成對應的字節碼,并調用ClassDefiner.defineClass創建對應的class對象,實現如下:
在ClassDefiner.defineClass方法實現中,每被調用一次都會生成一個DelegatingClassLoader類加載器對象
這里每次都生成新的類加載器,是為了性能考慮,在某些情況下可以卸載這些生成的類,因為類的卸載是只有在類加載器可以被回收的情況下才會被回收的,如果用了原來的類加載器,那可能導致這些新創建的類一直無法被卸載,從其設計來看本身就不希望這些類一直存在內存里的,在需要的時候有就行了。
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的深入分析 Java 方法反射的实现原理的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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