Java 程序员都要懂得知识点:反射

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​​​​摘要: Java反射机制是在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法;对于任意一个对象,都能够调用它的任意一个方法和属性;这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制。

本文分享自华为云社区《java知识点问题精选之反射》,原文作者:breakDraw 。

Java反射机制是在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法;对于任意一个对象,都能够调用它的任意一个方法和属性;这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制。

反射就是把java类中的各种成分映射成一个个的Java对象。

例如:一个类有:成员变量、方法、构造方法、包等等信息,利用反射技术可以对一个类进行解剖,把个个组成部分映射成一个个对象。

(其实:一个类中这些成员方法、构造方法、在加入类中都有一个类来描述)

反射

Q: 调用类对象.class 和 forName(类名)的区别?

Class<A> classA = A.class;

Class<A> classA = Class.forName("A");

A: 仅使用.class不能进行第一次静态初始化, forname函数则可以

例如B是A的基类,下面这段代码如何?

假设有父子2个类,如下:

static class Parent { }static class Son extends Parent{}

Q: 用instanceof 可以和父类比较吗,且会返回true吗?

        Son son = new Son();        if (son instanceof  Parent) {            System.out.println("a instanof B");        }

A: 可以比较,且返回true。

Q: 用getClass并用== 可以和父类比较吗,且会返回true吗,下面这样:

注意A是B的子类。

        Son son = new Son();        if (son.getClass() == Parent.class){            System.out.println("son class == Parent.class");        }

A: 不可以,编译就会报错了。和Class<泛型>的 ==号比较有关。

因为getClass返回的是<? extends Son>, .class返回的是Class

Q: 用getClass并用.equals可以和父类比较吗,且会返回true吗,下面这样:

            Son son = new Son();        if (son.getClass().equals(Parent.class)){            System.out.println("son class.equals(Parent.class)");        }

A: 可以比较,正常编译, 但是会返回false,即不相等!

Q: getDeclaredXXX 有哪几种?

A: 5种:

注解Annotation

内部类Classed

构造方法Construcotor

字段Field

方法Method

Q:getMethods()返回哪些方法, getDeclaredMethods()会返回哪些方法?

A:

getMethods()返回 本类、父类、父接口 的public方法

getDeclaredMethods()只 返回本类的 所有 方法

其他getXXX和getDeclaredXXX的区别同理。

拿到Filed、Method、Constructor之后咋用

  • Method可以invoke(object, args)

  • Constructor可以newInstance(Object…)来做构造调用。

  • Filed可以用get(object)、set(object)来设置属性值。

Q: 反射拿到Method对象后, 该对象.getModifiers() 是干嘛的?

A: 返回该方法的修饰符,并且是1个整数。

Q:下面这段代码会发生什么?

package com.huawei.testpublic class A {    public A(int i ) {        System.out.printf("i=" +i);    }    public static void main(String[] args) {        try {            A a = (A)Class.forName("com.huawei.test.A").newInstance();        } catch (ClassNotFoundException e) {            System.out.printf("ClassNotFoundException");        } catch (InstantiationException e) {            System.out.printf("InstantiationException");        } catch (IllegalAccessException e) {            System.out.printf("IllegalAccessException");        }    }}

A:

打印InstantiationException初始化错误。

因为A没有默认构造器了,所以不可以用newInstance来构造。

应该改成这样,通过获取正确的构造器来进行构造。

A a = (A)Class.forName("A").getConstructor(int.class).newInstance(123);

Q:如何提高反射的效率?

A:

使用高性能反射包,例如ReflectASM

缓存反射的对象,避免每次都要重复去字节码中获取。(缓存!缓存!)

method反射可设置method.setAccessible(true)来关闭安全检查。

尽量不要getMethods()后再遍历筛选,而直接用getMethod(methodName)来根据方法名获取方法

利用hotspot虚拟机中的反射优化技术(jit技术)

参考资料:

segmentfault.com/q/101000000…

www.cnblogs.com/coding-nigh…

Q:用反射获取到的method对象, 是返回一个method引用,还是返回1个拷贝的method对象?

A:反射拿method对象时,会做一次拷贝,而不是直接返回引用,因此最好对频繁使用的同一个method做缓存,而不是每次都去查找。

Q:

getMethods()后自己做遍历获取方法

和getMethod(methodName) 直接获取方法, 为什么性能会有差异?

A:

getMethods() 返回method数组时,每个method都做了一次拷贝。

getMethod(methodName)只会返回那个方法的拷贝, 性能的差异就体现在拷贝上。

Q:

获取方法时,jvm内部其实有缓存,但是返回给外部时依然会做拷贝。

那么该method的缓存是持久存在的吗?

A:

不是持久存在的,内存不足时会被回收。

源码如下:

private Class.ReflectionData<T> reflectionData() {    SoftReference<Class.ReflectionData<T>> reflectionData = this.reflectionData;    int classRedefinedCount = this.classRedefinedCount;    Class.ReflectionData rd;    return reflectionData != null && (rd = (Class.ReflectionData)reflectionData.get()) != null    && rd.redefinedCount == classRedefinedCount ? rd : this.newReflectionData(reflectionData,     classRedefinedCount);}

可以看到这是一个软引用。

软引用的定义:

内存紧张时可能会被回收,不过也可以通过-XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB参数控制回收的时机,只要发生GC就会将其回收,如果reflectionData被回收之后,又执行了反射方法,那只能通过newReflectionData方法重新创建一个这样的对象了

Q: 反射是线程安全的吗?

A:是线程安全的。 获取反射的数据时,通过cas去获取。 cas概念可以见多线程一节。

Q:

a普通方法调用

b反射方法调用

c关闭安全检查的反射方法调用,性能差异如下:

b反射方法调用和c关闭安全检查的反射方法调用的性能差异在哪?

普通方法调用和关闭安全检查的反射方法调用的性能差异在哪?

A:安全检查的性能消耗在于,SecurityManager.checkPermission(SecurityConstants.CHECK_MEMBER_ACCESS_PERMISSION); 这项检测需要运行时申请 RuntimePermission(“accessDeclaredMembers”)。

所以如果不考虑安全检查, 对反射方法调用invoke时, 应当设置 Method#setAccessible(true)

普通方法和反射方法的性能差异在于

  1. Method#invoke 方法会对参数做封装和解封操作

  2. 需要检查方法可见性

  3. 需要校验参数

  4. 反射方法难以内联

  5. JIT 无法优化

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