前言
我們先對前幾天的學習進行總結，前幾天我們主要結合源碼學習了java中的集合，重點分析了HashMap散列桶的實現，還讓大夥兒去看紅黑樹。今天就來學習java反射相關的東西，反射可是java一個很重要的高級特性，很多框架都是基於反射實現的，提高對反射相關機制的瞭解也有利於我們將來造輪子。接下來我們結合源碼以及java虛擬機來分析反射。
定義
JAVA反射機制是在運行狀態中，對於任意一個實體類，都能夠知道這個類的所有屬性和方法；對於任意一個對象，都能夠調用它的任意方法和屬性；這種動態獲取信息以及動態調用對象方法的功能稱爲java語言的反射機制。這就意味着我們在對一個類未知的情況下可以通過多種方式獲取類，調用方法和屬性，這是JDK中動態代理實現的基礎，當然還有別的動態代理實現的方式，例如CGLIB等
基礎複習
不知道各位看官對反射的基本使用忘記沒有，我在這裏帶大家複習一下。
首先，我們都知道java中的實例對象都是通過對應的Class對象創建的，而Class對象的加載在我的java虛擬機類加載機制中已經有了分析，感興趣的可以看https://blog.csdn.net/qq_41861259/article/details/103050011。所以如果我們要操作一個對象，首先要獲取到他的Class對象，那麼獲取Class對象的方式有哪些呢？主要有三種方式，如代碼所示：
//通過class常量獲取
Class c = Integer.class;
//通過類的全限定名獲取
Class c1 = Class.forName("java.lang.Integer");
//通過實例獲取Class對象
Integer integer = new Integer(1);
integer.getClass();
當我們獲取到Class對象，那麼我們要操作一個實例對象還需要什麼呢？那就是方法，我們通過Class對象得到實例，通過方法名獲取方法，調用方法，當然我們的構造方法和私有方法也都是可以獲取的，需要設置setAccessible(true),還可以通過getSuperclass（）獲取父類
//得到Class對象之後
//獲取方法，指定方法名和參數
Method method = c.getMethod(”方法名“，"參數“);
//實例化對象
Object o = c.newInstance();
//調用invoke方法執行方法
method.invoke(o,"hahah");
正題
先看下反射的整體框架，這是我自己畫的，也就這個水平了，哈哈！其實最開始我的想法是通過Method、Filed這兩個類成員來展開畫正題的框架，並且實際畫的過程中兩者也都整體對稱的感覺，但是當加入一些依賴的時候，漸漸的Reflection就成爲了中心，此時真是感概那些大佬的設計啊！！！
我們先來看Class對象的獲取，這裏我使用Class的forName方法Class c = Class.forName("com.reflect.Person");
我們先補充說明下@CallerSensitive註解，我在網上一個解釋：
這個註解是爲了堵住漏洞用的。曾經有黑客通過構造雙重反射來提升權限，
原理是當時反射只檢查固定深度的調用者的類，看它有沒有特權，
例如固定看兩層的調用者（getCallerClass(2)）。如果我的類本來沒足夠
權限羣訪問某些信息，那我就可以通過雙重反射去達到目的：反射相關
的類是有很高權限的，而在 我->反射1->反射2 這樣的調用鏈上，反射2
檢查權限時看到的是反射1的類，這就被欺騙了，導致安全漏洞。
使用CallerSensitive後，getCallerClass不再用固定深度去尋找
actual caller（“我”），而是把所有跟反射相關的接口方法都標註上
CallerSensitive，搜索時凡看到該註解都直接跳過，這樣就有效解決了
前面舉例的問題
通過native方法forName0（）獲取到我們需要的Class對象，然後通過這個對象獲取方法，例如：Method method = c.getMethod("getUsername");
然後進入我們的getMethod0方法，其中MethodArray這個靜態內部類就是維護了一個Method數組
深入到此都沒有看到具體獲取method方法的實現，但是不要着急，我們繼續看，註釋我已經寫在代碼中，總體來說，我們是通過查詢ReflectionData而得到的,這個私有的靜態內部類中有我們需要的很多信息，如代碼後的貼圖所示：
private Method privateGetMethodRecursive(String name,
Class<?>[] parameterTypes,
boolean includeStaticMethods,
MethodArray allInterfaceCandidates) {
// Search declared public methods
//查詢公共的方法
if ((res = searchMethods(privateGetDeclaredMethods(true),
name,
parameterTypes)) != null) {
if (includeStaticMethods || !Modifier.isStatic(res.getModifiers()))
return res;
}
// Search superclass's methods
//查詢父類中的方法
if (!isInterface()) {
Class<? super T> c = getSuperclass();
if (c != null) {
//這裏產生遞歸查詢
if ((res = c.getMethod0(name, parameterTypes, true)) != null) {
return res;
}
}
}
//查詢父類接口中的方法
// Search superinterfaces' methods
Class<?>[] interfaces = getInterfaces();
for (Class<?> c : interfaces)
if ((res = c.getMethod0(name, parameterTypes, false)) != null)
allInterfaceCandidates.add(res);
// Not found
return null;
}
一直到這裏我們只是知道了方法的獲取，那麼方法是如何執行的？大家一定要耐心看,我們在開始查詢方法的時候，將方法的Class對象以及方法的信息都記錄了下來，下面我們來調用invoke方法method.invoke(c)
分析到這裏過後，就主要是我們的MethodAccessor的具體實現了。
invoke：在其內部交給MethodAccessor處理，而這個接口又有兩種實現，本地方法來實現反射調用 和委派模式，method實例的第一次反射調用會生成一個委派實現，具體的就是本地實現（進入虛擬機內部以後，便擁有了Methos實例所指向方法的具體地址，然後就可以調用目標方法本地方法來實現反射調用，其中調用的順序：
- Method.invoke
- 委派實現（DelegatingMethodAccessorImpl)
- 本地方法（NativeMethodAccessorImpl），到達目標方法採用委派做中間層
那麼採用委派做中間層，爲啥要用委派，不直接調用本地方法？
-
其實，Java的反射調用機制還設立了另一種動態生成字節碼的實現（動態實現），直接使用invoke指令調用目標方法，採用委派方便本地實現和動態實現中切換
-
動態實現效率比本地方法快幾十倍，因爲動態不需要java中調用C++，在回到java，但是生成字節碼非常耗時，調用一次的話，本地放法快三四倍
-
Inflation :許多反射僅調用一次，所以設置了一個閥值15，達到十五就動態生成字節碼，委派模式切換爲動態實現，調用GeneratedMethodAccessor1
4. 反射調用的開銷
-
Class.forName會調用本地方法，Class.getMethod 會遍歷類的所有共有方法，甚至是父類方法
-
getMethod爲代表的查找方法會返回結果的Copy，要避免在熱點代碼中使用Method，返回數組的方法
-
Method.invoke是一個可變長參數方法，字節碼層面他的最後一個參數會是Object數組，Java編譯器會在調用放出生成一個長度爲傳入參數數量的Object數組，切Object數組不能存儲基本類型Java編譯器還要對基本類型進行封裝，性能開銷，還佔用堆內存，Gc更加頻繁
最後屬性的獲取就相對簡單一些了，方法與Method使用的都差不多，這裏就不多說了，最後祝大家學習愉快
