Java 程序员都要懂得知识点：反射

​​​​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<Parent>

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.test
public 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： 

https://segmentfault.com/q/1010000003004720

https://www.cnblogs.com/coding-night/p/10772631.html

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

点击关注，第一时间了解华为云新鲜技术~