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。
/registeResult.jsp /registe2.jsp
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。
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 volatile12 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。