面試官說:大家都說 Java 反射效率低,你知道原因在哪裏麼

預備知識

瞭解 Java 反射基本用法

看完本文可以達到什麼程度

瞭解 Java 反射原理及 Java 反射效率低的原因

文章概覽

 

我們在 Java 開發中,難免會接觸到反射,而在一些框架中,反射的運用更是常見。我相信,每次提到反射,大家的第一反應一定是反射效率低,儘量少使用。

但是反射的效率到底低多少?反射效率低的原因在哪裏?

這篇文章就來探索一下這些問題。

由於本機上安裝的是 openjdk 12,所以這裏就使用 openjdk 12 源碼進行分析。

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先放結論

Java 反射效率低主要原因是:

  • Method#invoke 方法會對參數做封裝和解封操作
  • 需要檢查方法可見性
  • 需要校驗參數
  • 反射方法難以內聯
  • JIT 無法優化

一、Java 反射原理--獲取要反射的方法

1.1 反射的使用

我們先來看看 Java 反射使用的一段代碼:

 

  public class RefTest {
      public static void main(String[] args) {
          try {
              Class clazz = Class.forName("com.zy.java.RefTest");
              Object refTest = clazz.newInstance();
              Method method = clazz.getDeclaredMethod("refMethod");
              method.invoke(refTest);
          } catch (Exception e) {
              e.printStackTrace();
          }
      }

      public void refMethod() {
      }
   }

我們在調用反射時,首先會創建 Class 對象,然後獲取其 Method 對象,調用 invoke 方法。 獲取反射方法時,有兩個方法,getMethod 和 getDeclaredMethod,我們就從這兩個方法開始,一步步看下反射的原理。

接下來就進入代碼分析,大家做好準備

1.2 getMethod / getDeclaredMethod

這裏我們先整體看一下 getMethod 和 getDeclaredMethod 的實現。

 

  class Class {
      @CallerSensitive
      public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
          throws NoSuchMethodException, SecurityException {
          Objects.requireNonNull(name);
          SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
          if (sm != null) {
              // 1. 檢查方法權限
              checkMemberAccess(sm, Member.PUBLIC, Reflection.getCallerClass(), true);
          }
          // 2. 獲取方法
          Method method = getMethod0(name, parameterTypes);
          if (method == null) {
              throw new NoSuchMethodException(methodToString(name, parameterTypes));
          }
          // 3. 返回方法的拷貝
          return getReflectionFactory().copyMethod(method);
      }

      @CallerSensitive
      public Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
          throws NoSuchMethodException, SecurityException {
          Objects.requireNonNull(name);
          SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
          if (sm != null) {
              // 1. 檢查方法是權限
              checkMemberAccess(sm, Member.DECLARED, Reflection.getCallerClass(), true);
          }
          // 2. 獲取方法
          Method method = searchMethods(privateGetDeclaredMethods(false), name, parameterTypes);
          if (method == null) {
              throw new NoSuchMethodException(methodToString(name, parameterTypes));
          }
          // 3. 返回方法的拷貝
          return getReflectionFactory().copyMethod(method);
      }
  }

從上面的代碼,我們可以看到,獲取方法的流程分三步走:

檢查方法權限
獲取方法 Method 對象
返回方法的拷貝

這裏主要有兩個區別:
1.getMethod 中 checkMemberAccess 傳入的是 Member.PUBLIC,而 getDeclaredMethod 傳入的是 Member.DECLARED

這兩個值有什麼區別呢?我們看下代碼中的註釋:

 

  interface Member {
      /**
       * Identifies the set of all public members of a class or interface,
       * including inherited members.
       */
      public static final int PUBLIC = 0;

      /**
       * Identifies the set of declared members of a class or interface.
       * Inherited members are not included.
       */
      public static final int DECLARED = 1;
  }

註釋裏清楚的解釋了 PUBLIC 和 DECLARED 的不同,PUBLIC 會包括所有的 public 方法,包括父類的方法,而 DECLARED 會包括所有自己定義的方法,public,protected,private 都在此,但是不包括父類的方法。
這也正是 getMethod 和 getDeclaredMethod 的區別

  • getMethod 中獲取方法調用的是 getMethod0,而 getDeclaredMethod 獲取方法調用的是 privateGetDeclaredMethods
    關於這個區別,這裏簡單提及一下,後面具體分析代碼。
    privateGetDeclaredMethods 是獲取類自身定義的方法,參數是 boolean publicOnly,表示是否只獲取公共方法。

 

  private Method[] privateGetDeclaredMethods(boolean publicOnly) {
      //...
  }

而 getMethod0 會遞歸查找父類的方法,其中會調用到 privateGetDeclaredMethods 方法。

既然我們上面看了 getMethod 和 getDeclaredMethod 的區別,我們自然選擇 getMethod 方法進行分析,這樣可以走到整個流程

1.3 getMethod 方法

getMethod 方法流程如下圖:

 

 

  class Class {
      public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
          throws NoSuchMethodException, SecurityException {
          Objects.requireNonNull(name);
          SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
          if (sm != null) {
              // 1. 檢查方法權限
              checkMemberAccess(sm, Member.PUBLIC, Reflection.getCallerClass(), true);
          }
          // 2. 獲取方法 Method 對象
          Method method = getMethod0(name, parameterTypes);
          if (method == null) {
              throw new NoSuchMethodException(methodToString(name, parameterTypes));
          }
          // 3. 返回方法拷貝
          return getReflectionFactory().copyMethod(method);
      }
  }

我們上面說到獲取方法分三步走:

檢查方法權限
獲取方法 Method 對象
返回方法的拷貝
我們先看看檢查方法權限做了些什麼事情。

1.3.1 checkMemberAccess

 

  class Class {
      private void checkMemberAccess(SecurityManager sm, int which,
                                   Class<?> caller, boolean checkProxyInterfaces) {
          /* Default policy allows access to all {@link Member#PUBLIC} members,
           * as well as access to classes that have the same class loader as the caller.
           * In all other cases, it requires RuntimePermission("accessDeclaredMembers")
           * permission.
           */
          final ClassLoader ccl = ClassLoader.getClassLoader(caller);
          if (which != Member.PUBLIC) {
              final ClassLoader cl = getClassLoader0();
              if (ccl != cl) {
                sm.checkPermission(SecurityConstants.CHECK_MEMBER_ACCESS_PERMISSION);
              }
          }
          this.checkPackageAccess(sm, ccl, checkProxyInterfaces);
      }
  }

在這裏可以看到,對於非 Member.PUBLIC 的訪問,會增加一項檢測,SecurityManager.checkPermission(SecurityConstants.CHECK_MEMBER_ACCESS_PERMISSION); 這項檢測需要運行時申請 RuntimePermission("accessDeclaredMembers")
這裏就不繼續往下看了,方法整體是在檢查是否可以訪問對象成員。

接着看下是如何獲取方法的 Method 對象。

1.3.2 getMethod0

 

  class Class {
      private Method getMethod0(String name, Class<?>[] parameterTypes) {
          PublicMethods.MethodList res = getMethodsRecursive(
              name,
              parameterTypes == null ? EMPTY_CLASS_ARRAY : parameterTypes,
              /* includeStatic */ true);
          return res == null ? null : res.getMostSpecific();
      }
  }

這裏是通過 getMethodsRecursive 獲取到 MethodList 對象,然後通過 MethodList#getMostSpecific 方法篩選出對應的方法。
MethodList#getMOstSpecific 會篩選返回值類型最爲具體的方法,至於爲什麼會有返回值的區別,後面會講到。
(這裏的具體,指的是有兩個方法,返回值分別是 Child 和 Parent,Child 繼承自 Parent,這裏會篩選出返回值爲 Child 的方法)。

接着看 getMethodsRecursive 方法,是如何獲取方法的

1.3.3 getMethodsRecursive

 

  class Class {
      private PublicMethods.MethodList getMethodsRecursive(String name,
                                                         Class<?>[] parameterTypes,
                                                         boolean includeStatic) {
          // 1. 獲取自己的 public 方法
          Method[] methods = privateGetDeclaredMethods(/* publicOnly */ true);
          // 2. 篩選符合條件的方法,構造 MethodList 對象
          PublicMethods.MethodList res = PublicMethods.MethodList
              .filter(methods, name, parameterTypes, includeStatic);
          // 找到方法,直接返回
          if (res != null) {
              return res;
          }

          // 3. 沒有找到方法,就獲取其父類,遞歸調用 getMethodsRecursive 方法
          Class<?> sc = getSuperclass();
          if (sc != null) {
              res = sc.getMethodsRecursive(name, parameterTypes, includeStatic);
          }

          // 4. 獲取接口中對應的方法
          for (Class<?> intf : getInterfaces(/* cloneArray */ false)) {
              res = PublicMethods.MethodList.merge(
                  res, intf.getMethodsRecursive(name, parameterTypes,
                                              /* includeStatic */ false));
          }

          return res;
      }
  }

這裏獲取方法有四個步驟:

  • 通過 privateGetDeclaredMethods 獲取自己所有的 public 方法
  • 通過 MethodList#filter 查找 方法名,參數相同的方法,如果找到,直接返回
  • 如果自己沒有實現對應的方法,就去父類中查找對應的方法
  • 查找接口中對應的方法

通過上面四個步驟,最終獲取到的是一個 MethodList 對象,是一個鏈表結點,其 next 指向下一個結點。也就是說,這裏獲取到的 Method 會有多個。
這裏稍微解釋一下,在我們平時編寫 Java 代碼時,同一個類是不能有方法名和方法參數都相同的方法的,而實際上,在 JVM 中,一個方法簽名是和 返回值,方法名,方法參數 三者相關的。

也就是說,在 JVM 中,可以存在 方法名和方法參數都相同,但是返回值不同的方法。

所以這裏返回的是一個方法鏈表。

所以上面最終返回方法時會通過 MethodList#getMostSpecific 進行返回值的篩選,篩選出返回值類型最具體的方法。

這裏我們先暫停回顧一下整體的調用鏈路

 

  getMethod -> getMethod0 -> getMethodsRecursive -> privateGetDeclaredMethods

通過函數調用,最終會調用到 privateGetDeclaredMethods 方法,也就是真正獲取方法的地方。

1.3.4 privateGetDeclaredMethods

 

  class Class {
      private Method[] privateGetDeclaredMethods(boolean publicOnly) {
          Method[] res;
          // 1. 通過緩存獲取 Method[]
          ReflectionData<T> rd = reflectionData();
          if (rd != null) {
              res = publicOnly ? rd.declaredPublicMethods : rd.declaredMethods;
              if (res != null) return res;
          }
          // 2. 沒有緩存,通過 JVM 獲取
          res = Reflection.filterMethods(this, getDeclaredMethods0(publicOnly));
          if (rd != null) {
              if (publicOnly) {
                  rd.declaredPublicMethods = res;
              } else {
                  rd.declaredMethods = res;
              }
          }
          return res;
      }
  }

在 privateGetDeclaredMethods 獲取方法時,有兩個步驟:

relectionData 通過緩存獲取
如果緩存沒有命中的話,通過 getDeclaredMethods0獲取方法

先看看 relectionData 方法:

 

  class Class {
      private ReflectionData<T> reflectionData() {
          SoftReference<ReflectionData<T>> reflectionData = this.reflectionData;
          int classRedefinedCount = this.classRedefinedCount;
          ReflectionData<T> rd;
          if (reflectionData != null &&
              (rd = reflectionData.get()) != null &&
              rd.redefinedCount == classRedefinedCount) {
              return rd;
          }
          // else no SoftReference or cleared SoftReference or stale ReflectionData
          // -> create and replace new instance
          return newReflectionData(reflectionData, classRedefinedCount);
      }
  }

在 Class 中會維護一個 ReflectionData 的軟引用,作爲反射數據的緩存。
ReflectionData 結構如下:

 

      private static class ReflectionData<T> {
          volatile Field[] declaredFields;
          volatile Field[] publicFields;
          volatile Method[] declaredMethods;
          volatile Method[] publicMethods;
          volatile Constructor<T>[] declaredConstructors;
          volatile Constructor<T>[] publicConstructors;
          // Intermediate results for getFields and getMethods
          volatile Field[] declaredPublicFields;
          volatile Method[] declaredPublicMethods;
          volatile Class<?>[] interfaces;

          // Cached names
          String simpleName;
          String canonicalName;
          static final String NULL_SENTINEL = new String();

          // Value of classRedefinedCount when we created this ReflectionData instance
          final int redefinedCount;
      }

可以看到,保存了 Class 中的屬性和方法。
如果緩存爲空,就會通過 getDeclaredMethods0 從 JVM 中查找方法。
getDeclaredMethods0 是一個 native 方法,這裏暫時先不看

通過上面幾個步驟,就獲取到 Method 數組。

這就是 getMethod 方法的整個實現了。
我們再回過頭看一下 getDeclaredMethod 方法的實現,通過 privateGetDeclaredMethods 獲取方法以後,會通過 searchMethods 對方法進行篩選。

 

      public Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
        throws NoSuchMethodException, SecurityException {
        // ...
        Method method = searchMethods(privateGetDeclaredMethods(false), name, parameterTypes);
        // ...
    }

searchMethods 方法實現比較簡單,就是對比方法名,參數,方法返回值。

 

  class Class {
      private static Method searchMethods(Method[] methods,
                                        String name,
                                        Class<?>[] parameterTypes)
      {
          ReflectionFactory fact = getReflectionFactory();
          Method res = null;
          for (Method m : methods) {
              // 比較方法名
              if (m.getName().equals(name)
                  // 比較方法參數
                    && arrayContentsEq(parameterTypes,
                                   fact.getExecutableSharedParameterTypes(m))
                  // 比較返回值
                  && (res == null
                      || (res.getReturnType() != m.getReturnType()
                          && res.getReturnType().isAssignableFrom(m.getReturnType()))))
                  res = m;
          }
          return res;
      }
  }

1.3.5 Method#copy

在獲取到對應方法以後,並不會直接返回,而是會通過 getReflectionFactory().copyMethod(method);返回方法的一個拷貝。
最終調用的是 Method#copy,我們來看看其實現。

 

  class Method {
      Method copy() {
          // This routine enables sharing of MethodAccessor objects
          // among Method objects which refer to the same underlying
          // method in the VM. (All of this contortion is only necessary
          // because of the "accessibility" bit in AccessibleObject,
          // which implicitly requires that new java.lang.reflect
          // objects be fabricated for each reflective call on Class
          // objects.)
          if (this.root != null)
              throw new IllegalArgumentException("Can not copy a non-root Method");

          Method res = new Method(clazz, name, parameterTypes, returnType,
                                exceptionTypes, modifiers, slot, signature,
                                annotations, parameterAnnotations, annotationDefault);
          res.root = this;
          // Might as well eagerly propagate this if already present
          res.methodAccessor = methodAccessor;
          return res;
      }
  }

會 new 一個 Method 實例並返回。
這裏有兩點要注意:

設置 root = this
會給 Method 設置 MethodAccessor,用於後面方法調用。也就是所有的 Method 的拷貝都會使用同一份 methodAccessor

通過上面的步驟,就獲取到了需要反射的方法。

 

我們再回顧一下之前的流程

二、Java 反射原理--調用反射方法

獲取到方法以後,通過 Method#invoke 調用方法

 

  class Method {
      public Object invoke(Object obj, Object... args)
          throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException,
            InvocationTargetException
       {
          if (!override) {
              Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();
              // 1. 檢查權限
              checkAccess(caller, clazz,
                          Modifier.isStatic(modifiers) ? null : obj.getClass(),
                          modifiers);
          }
          // 2. 獲取 MethodAccessor
          MethodAccessor ma = methodAccessor;             // read volatile
          if (ma == null) {
              // 創建 MethodAccessor
              ma = acquireMethodAccessor();
          }
          // 3. 調用 MethodAccessor.invoke
          return ma.invoke(obj, args);
      }
  }

invoke 方法的實現,分爲三步:

2.1 檢查是否有權限調用方法

這裏對 override 變量進行判斷,如果 override == true,就跳過檢查
我們通常在 Method#invoke 之前,會調用 Method#setAccessible(true),就是設置 override 值爲 true

2.2 獲取 MethodAccessor

在上面獲取 Method 的時候我們講到過,Method#copy 會給 Method 的 methodAccessor 賦值。所以這裏的 methodAccessor 就是拷貝時使用的 MethodAccessor
如果 ma 爲空,就去創建 MethodAccessor

 

  class Method {
      private MethodAccessor acquireMethodAccessor() {
          // First check to see if one has been created yet, and take it
          // if so
          MethodAccessor tmp = null;
          if (root != null) tmp = root.getMethodAccessor();
          if (tmp != null) {
              methodAccessor = tmp;
          } else {
              // Otherwise fabricate one and propagate it up to the root
              tmp = reflectionFactory.newMethodAccessor(this);
              setMethodAccessor(tmp);
          }

          return tmp;
      }
  }

這裏會先查找 root 的 MethodAccessor,這裏的 root 在上面 Method#copy 中設置過。
如果還是沒有找到,就去創建 MethodAccessor

 

  class ReflectionFactory {
      public MethodAccessor newMethodAccessor(Method method) {
          // 其中會對 noInflation 進行賦值
          checkInitted();
          // ...
          if (noInflation && !ReflectUtil.isVMAnonymousClass(method.getDeclaringClass())) {
              // 生成的是 MethodAccessorImpl
              return new MethodAccessorGenerator().
                  generateMethod(method.getDeclaringClass(),
                                 method.getName(),
                                 method.getParameterTypes(),
                                 method.getReturnType(),
                                 method.getExceptionTypes(),
                                 method.getModifiers());
          } else {
              NativeMethodAccessorImpl acc =
                  new NativeMethodAccessorImpl(method);
              DelegatingMethodAccessorImpl res =
                  new DelegatingMethodAccessorImpl(acc);
              acc.setParent(res);
              return res;
          }
      }
  }

這裏可以看到,一共有三種 MethodAccessorMethodAccessorImplNativeMethodAccessorImplDelegatingMethodAccessorImpl
採用哪種 MethodAccessor 根據 noInflation 進行判斷,noInflation 默認值爲 false,只有指定了 sun.reflect.noInflation屬性爲 true,纔會 採用 MethodAccessorImpl
所以默認會調用 NativeMethodAccessorImpl

MethodAccessorImpl 是通過動態生成字節碼來進行方法調用的,是 Java 版本的 MethodAccessor,字節碼生成比較複雜,這裏不放代碼了。

DelegatingMethodAccessorImpl 就是單純的代理,真正的實現還是 NativeMethodAccessorImpl

 

  class DelegatingMethodAccessorImpl extends MethodAccessorImpl {
      private MethodAccessorImpl delegate;

      DelegatingMethodAccessorImpl(MethodAccessorImpl delegate) {
          setDelegate(delegate);
      }

      public Object invoke(Object obj, Object[] args)
          throws IllegalArgumentException, InvocationTargetException
      {
          return delegate.invoke(obj, args);
      }

      void setDelegate(MethodAccessorImpl delegate) {
          this.delegate = delegate;
      }
  }

NativeMethodAccessorImpl 是 Native 版本的 MethodAccessor 實現。

 

  class NativeMethodAccessorImpl extends MethodAccessorImpl {
      public Object invoke(Object obj, Object[] args)
          throws IllegalArgumentException, InvocationTargetException
      {
          // We can't inflate methods belonging to vm-anonymous classes because
          // that kind of class can't be referred to by name, hence can't be
          // found from the generated bytecode.
          if (++numInvocations > ReflectionFactory.inflationThreshold()
                  && !ReflectUtil.isVMAnonymousClass(method.getDeclaringClass())) {
              // Java 版本的 MethodAccessor
              MethodAccessorImpl acc = (MethodAccessorImpl)
                  new MethodAccessorGenerator().
                      generateMethod(method.getDeclaringClass(),
                                     method.getName(),
                                     method.getParameterTypes(),
                                     method.getReturnType(),
                                     method.getExceptionTypes(),
                                     method.getModifiers());
              parent.setDelegate(acc);
          }

          // Native 版本調用
          return invoke0(method, obj, args);
      }

      private static native Object invoke0(Method m, Object obj,   Object[] args);
  }

在 NativeMethodAccessorImpl 的實現中,我們可以看到,有一個 numInvocations 閥值控制,numInvocations 表示調用次數。如果 numInvocations 大於 15(默認閥值是 15),那麼就使用 Java 版本的 MethodAccessorImpl

爲什麼採用這個策略呢,可以 JDK 中的註釋:

 

      // "Inflation" mechanism. Loading bytecodes to implement
      // Method.invoke() and Constructor.newInstance() currently costs
      // 3-4x more than an invocation via native code for the first
      // invocation (though subsequent invocations have been benchmarked
      // to be over 20x faster). Unfortunately this cost increases
      // startup time for certain applications that use reflection
      // intensively (but only once per class) to bootstrap themselves.
      // To avoid this penalty we reuse the existing JVM entry points
      // for the first few invocations of Methods and Constructors and
      // then switch to the bytecode-based implementations.
      //
      // Package-private to be accessible to NativeMethodAccessorImpl
      // and NativeConstructorAccessorImpl
      private static boolean noInflation        = false;

Java 版本的 MethodAccessorImpl 調用效率比 Native 版本要快 20 倍以上,但是 Java 版本加載時要比 Native 多消耗 3-4 倍資源,所以默認會調用 Native 版本,如果調用次數超過 15 次以後,就會選擇運行效率更高的 Java 版本。

那爲什麼 Native 版本運行效率會沒有 Java 版本高呢?從 R 大博客來看,是因爲 這是HotSpot的優化方式帶來的性能特性,同時也是許多虛擬機的共同點:跨越native邊界會對優化有阻礙作用,它就像個黑箱一樣讓虛擬機難以分析也將其內聯,於是運行時間長了之後反而是託管版本的代碼更快些。

2.3 調用 MethodAccessor#invoke 實現方法的調用

在生成 MethodAccessor 以後,就調用其 invoke 方法進行最終的反射調用。
這裏我們對 Java 版本的 MethodAccessorImpl 做個簡單的分析,Native 版本暫時不做分析。
在前面我們提到過 MethodAccessorImpl 是通過 MethodAccessorGenerator#generate 生成動態字節碼然後動態加載到 JVM 中的。
其中生成 invoke 方法字節碼的是 MethodAccessorGenerator#emitInvoke
我們看其中校驗參數的一小段代碼

 

        // Iterate through incoming actual parameters, ensuring that each
        // is compatible with the formal parameter type, and pushing the
        // actual on the operand stack (unboxing and widening if necessary).

        // num args of other invoke bytecodes
        for (int i = 0; i < parameterTypes.length; i++) {
            // ...
            if (isPrimitive(paramType)) {
                // Unboxing code.
                // Put parameter into temporary local variable
                // astore_3 | astore_2
                // ...

                // repeat for all possible widening conversions:
                //   aload_3 | aload_2
                //   instanceof <primitive boxing type>
                //   ifeq <next unboxing label>
                //   aload_3 | aload_2
                //   checkcast <primitive boxing type> // Note: this is "redundant",
                //                                     // but necessary for the verifier
                //   invokevirtual <unboxing method>
                //   <widening conversion bytecode, if necessary>
                //   goto <next parameter label>
                // <next unboxing label:> ...
                // last unboxing label:
                //   new <IllegalArgumentException>
                //   dup
                //   invokespecial <IllegalArgumentException ctor>
                //   athrow
            }
        }

通過上面的註釋以及字節碼,我們可以看到,生成的 invoke 方法,會對傳入的參數做校驗,其中會涉及到 unboxing 操作。

到此,基本上 Java 方法反射的原理就介紹完了

三、Java 反射效率低的原因

瞭解了反射的原理以後,我們來分析一下反射效率低的原因。

1. Method#invoke 方法會對參數做封裝和解封操作

我們可以看到,invoke 方法的參數是 Object[] 類型,也就是說,如果方法參數是簡單類型的話,需要在此轉化成 Object 類型,例如 long ,在 javac compile 的時候 用了Long.valueOf() 轉型,也就大量了生成了Long 的 Object, 同時 傳入的參數是Object[]數值,那還需要額外封裝object數組。

而在上面 MethodAccessorGenerator#emitInvoke 方法裏我們看到,生成的字節碼時,會把參數數組拆解開來,把參數恢復到沒有被 Object[] 包裝前的樣子,同時還要對參數做校驗,這裏就涉及到了解封操作。
因此,在反射調用的時候,因爲封裝和解封,產生了額外的不必要的內存浪費,當調用次數達到一定量的時候,還會導致 GC。

2. 需要檢查方法可見性

通過上面的源碼分析,我們會發現,反射時每次調用都必須檢查方法的可見性(在 Method.invoke 裏)

3. 需要校驗參數

反射時也必須檢查每個實際參數與形式參數的類型匹配性(在NativeMethodAccessorImpl.invoke0 裏或者生成的 Java 版 MethodAccessor.invoke 裏);

4. 反射方法難以內聯

Method#invoke 就像是個獨木橋一樣,各處的反射調用都要擠過去,在調用點上收集到的類型信息就會很亂,影響內聯程序的判斷,使得 Method.invoke() 自身難以被內聯到調用方法。

5. JIT 無法優化

在 JavaDoc 中提到:

Because reflection involves types that are dynamically resolved, certain Java virtual machine optimizations can not be performed. Consequently, reflective operations have slower performance than their non-reflective counterparts, and should be avoided in sections of code which are called frequently in performance-sensitive applications.

因爲反射涉及到動態加載的類型,所以無法進行優化。

總結

上面就是對反射原理和反射效率低的一些分析。

 

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