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JVM的反射实现

JVM的反射实现

作者: 是茜茜呀 | 来源:发表于2018-09-04 13:13 被阅读0次

    java的反射机制

    java的反射机制是在运行状态中,对于任意一个类(Class)都能知道他的属性(Field)和方法(Method),对于任意一个对象都能够调用它的方法和属性;这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射机制。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。

    在java中实现反射最重要的一步也就是第一步是获得Class对象,得到该对象后可通过该对象调用相应的方法获取该类中的属性方法,以及调用该类中的方法。

    Java中反射有如下几种实现方式:

    1、通过Class.forName()方法加载字符串,就可以得到该字符串做代表的Class对象。

    如:Class<?> clazz = Class.forName("java.lang.String")就可以得到String类的Class对象。值得注意的是,字符串必须是类的全名,即包名+类名。

    下边的代码是Struts配置文件struts.xml中的一个action的配置。

    <action name="registe" class="cn.com.test.struts2.RegisteAction">

      <result>/registeResult.jsp</result>

      <result name="input">/registe2.jsp</result>

    </action>

    服务器就是通过class属性给出的类的全命名class="cn.com.test.struts2.RegisteAction"的字符串来得到对象的,就是反射机制RegisteAction的。然后再去调用这个类中execute()方法。

    2、通过类名调用class属性得到该类的Class对象。

    Class<?> clazz = String.class也可以得到String类的Class对象。

    3、调用实例的getClass()方法。

    如:Date date = new Date();

          Class<?> clazz = date.getClass();

    4、如果是基本类型的包装类,则可以通过调用包装类的Type属性来获得该包装类的Class对象。

    如:Class<?> clazz = Integer.TYPE;

    我们可以通过Class对象枚举该类中的所有方法,还可以通过Method.setAccessible(位于java.lang.reflect包,该方法继承自AccessibleObject)绕过java语言的访问权限,在私有方法所在类之外的地方调用该方法。

    反射在java中的应用

    1、java集成开发环境,每当我们敲入点号时,IDE便会根据点号前的内容,动态展示可以访问的字段和方法。

    2、java调试器,它能够在调试过程中枚举某一对象所有字段的值。

    3、web开发中,我们经常接触到各种配置的通用框架。为保证框架的可扩展性,他往往借助java的反射机制。例如Spring框架的依赖反转(IOC)便是依赖于反射机制。

    反射调用的实现Mehod.invoke

    1 public Object invoke(Object obj, Object... args)

    2        throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException,

    3            InvocationTargetException

    4    {

    5        if (!override) {

    6            if (!Reflection.quickCheckMemberAccess(clazz, modifiers)) {

    7                Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();

    8                checkAccess(caller, clazz, obj, modifiers);

    9            }

    10        }

    11        MethodAccessor ma = methodAccessor;            // read volatile

    12        if (ma == null) {

    13            ma = acquireMethodAccessor();

    14        }

    15        return ma.invoke(obj, args);

    16    }

    你会发现,它实际上是委派给 MethodAccessor 来处理。MethodAccessor  是一个接口,它有两个实现:一个通过本地方法来实现反射调用,另一个使用了委派模式(这里我们称委派实现)。

    每个 Method 实例的第一次反射调用都会生成一个委派实现,他所委派的具体实现便是一个本地实现。当进入JVM内部后,我们便拥有了Mehod 实例所指向方法的具体地址。这时反射调用无非就是将传入的参数准备好,然后调用进入目标方法。

    反射调用先是调用了Method.invoke, 然后进入委派实现(DelegatingMethodAccessorImpl),再进入本地实现(NativeMethodAccessorImpl),最后到达目标方法。

    调用了Method.invoke之后,先进行访问权限检查,再获取MethodAccessor对象,并调用MethodAccessor.invoke方法。MethodAccessor被同名Method所共享,由ReflectionFactory创建。创建机制采用一种名为inflation的方式:如果该方法的调用<=15,会创建本地实现,他的实现就是直接调用native方法实现反射,如果该方法的累计调用次数>15,会创建由字节码组装而成的MethodAccessorImpl。(是否采用inflation机制和15这个数字可以在jvm参数中调整)。

    性能

    通过JNI(java本地接口)调用native方法初始化更快,但是对优化有阻碍作用。随着调用次数的增多,使用动态实现可以直接以java调用的方式来实现反射,发挥了java即时编译的优化作用。

    java反射调用效率慢的原因:

    1、接口的通用性,java的invoke方法是传object和object[]数组的。基本参数类型需要装箱和拆箱,产生大量额外的对象和内存开销,频繁促发GC。

    2、编译器难以对动态调用的代码提前做优化比如方法内联。

    3、反射需要按名检索类和方法,有一定的时间开销。

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