大家都说 Java 反射效率低，你知道原因在哪里么

梦里梦外; 2021-06-10 20:39 577阅读 0赞

### 预备知识 ###

1.  了解 Java 反射基本用法

### 看完本文可以达到什么程度 ###

1.  了解 Java 反射原理及 Java 反射效率低的原因

### 文章概览 ###

![summary][]

我们在 Java 开发中，难免会接触到反射，而在一些框架中，反射的运用更是常见。我相信，每次提到反射，大家的第一反应一定是反射效率低，尽量少使用。  
但是反射的效率到底低多少？反射效率低的原因在哪里？  
这篇文章就来探索一下这些问题。  
由于本机上安装的是 openjdk 12，所以这里就使用 openjdk 12 源码进行分析。

我们先看结论，然后分析一下 Java 反射的原理，过程中大家可以根据结论，对源码做一些思考，然后再根据原理中的一些实现，看看 Java 反射效率低的原因。

### 零、先放结论 ###

Java 反射效率低主要原因是：

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

### 一、Java 反射原理--获取要反射的方法 ###

1.1 反射的使用

我们先来看看 Java 反射使用的一段代码：

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() {
        }
    }
    复制代码

我们在调用反射时，首先会创建 Class 对象，然后获取其 Method 对象，调用 invoke 方法。  
获取反射方法时，有两个方法，`getMethod` 和 `getDeclaredMethod`，我们就从这两个方法开始，一步步看下反射的原理。  
接下来就进入代码分析，大家做好准备。

1.2 getMethod / getDeclaredMethod

这里我们先整体看一下 getMethod 和 getDeclaredMethod 的实现。

class Class {
        @CallerSensitive
        public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
            throws NoSuchMethodException, SecurityException {
            Objects.requireNonNull(name);
            SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
            if (sm != null) {
                // 1. 检查方法权限
                checkMemberAccess(sm, Member.PUBLIC, Reflection.getCallerClass(), true);
            }
            // 2. 获取方法
            Method method = getMethod0(name, parameterTypes);
            if (method == null) {
                throw new NoSuchMethodException(methodToString(name, parameterTypes));
            }
            // 3. 返回方法的拷贝
            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. 检查方法是权限
                checkMemberAccess(sm, Member.DECLARED, Reflection.getCallerClass(), true);
            }
            // 2. 获取方法
            Method method = searchMethods(privateGetDeclaredMethods(false), name, parameterTypes);
            if (method == null) {
                throw new NoSuchMethodException(methodToString(name, parameterTypes));
            }
            // 3. 返回方法的拷贝
            return getReflectionFactory().copyMethod(method);
        }
    }
    复制代码

从上面的代码，我们可以看到，获取方法的流程分三步走：

1.  检查方法权限
2.  获取方法 Method 对象
3.  返回方法的拷贝

这里主要有两个区别：

1.  getMethod 中 checkMemberAccess 传入的是 `Member.PUBLIC`，而 getDeclaredMethod 传入的是 `Member.DECLARED` 这两个值有什么区别呢？我们看下代码中的注释：

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;
    }
    复制代码

注释里清楚的解释了 PUBLIC 和 DECLARED 的不同，PUBLIC 会包括所有的 public 方法，包括父类的方法，而 DECLARED 会包括所有自己定义的方法，public，protected，private 都在此，但是不包括父类的方法。  
这也正是 getMethod 和 getDeclaredMethod 的区别。  
2. `getMethod` 中获取方法调用的是 `getMethod0`，而 `getDeclaredMethod` 获取方法调用的是 `privateGetDeclaredMethods` 关于这个区别，这里简单提及一下，后面具体分析代码。  
privateGetDeclaredMethods 是获取类自身定义的方法，参数是 boolean publicOnly，表示是否只获取公共方法。

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

而 getMethod0 会递归查找父类的方法，其中会调用到 privateGetDeclaredMethods 方法。

既然我们上面看了 getMethod 和 getDeclaredMethod 的区别，我们自然选择 getMethod 方法进行分析，这样可以走到整个流程。

1.3 getMethod 方法

getMethod 方法流程如下图：

![getMethod][]

class Class {
        public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
            throws NoSuchMethodException, SecurityException {
            Objects.requireNonNull(name);
            SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
            if (sm != null) {
                // 1. 检查方法权限
                checkMemberAccess(sm, Member.PUBLIC, Reflection.getCallerClass(), true);
            }
            // 2. 获取方法 Method 对象
            Method method = getMethod0(name, parameterTypes);
            if (method == null) {
                throw new NoSuchMethodException(methodToString(name, parameterTypes));
            }
            // 3. 返回方法拷贝
            return getReflectionFactory().copyMethod(method);
        }
    }
    复制代码

我们上面说到获取方法分三步走：

1.  检查方法权限
2.  获取方法 Method 对象
3.  返回方法的拷贝

我们先看看检查方法权限做了些什么事情。

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);
        }
    }
    复制代码

在这里可以看到，对于非 Member.PUBLIC 的访问，会增加一项检测，`SecurityManager.checkPermission(SecurityConstants.CHECK_MEMBER_ACCESS_PERMISSION);` 这项检测需要运行时申请 `RuntimePermission("accessDeclaredMembers")`。  
这里就不继续往下看了，方法整体是在检查是否可以访问对象成员。

接着看下是如何获取方法的 Method 对象。

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();
        }
    }
    复制代码

这里是通过 getMethodsRecursive 获取到 MethodList 对象，然后通过 `MethodList#getMostSpecific` 方法筛选出对应的方法。 MethodList\#getMOstSpecific 会筛选返回值类型最为*具体*的方法，至于为什么会有返回值的区别，后面会讲到。  
（这里的具体，指的是有两个方法，返回值分别是 Child 和 Parent，Child 继承自 Parent，这里会筛选出返回值为 Child 的方法）。

接着看 getMethodsRecursive 方法，是如何获取方法的。

1.3.3 getMethodsRecursive

class Class {
        private PublicMethods.MethodList getMethodsRecursive(String name,
                                                             Class<?>[] parameterTypes,
                                                             boolean includeStatic) {
            // 1. 获取自己的 public 方法
            Method[] methods = privateGetDeclaredMethods(/* publicOnly */ true);
            // 2. 筛选符合条件的方法，构造 MethodList 对象
            PublicMethods.MethodList res = PublicMethods.MethodList
                .filter(methods, name, parameterTypes, includeStatic);
            // 找到方法，直接返回
            if (res != null) {
                return res;
            }
    
            // 3. 没有找到方法，就获取其父类，递归调用 getMethodsRecursive 方法
            Class<?> sc = getSuperclass();
            if (sc != null) {
                res = sc.getMethodsRecursive(name, parameterTypes, includeStatic);
            }
    
            // 4. 获取接口中对应的方法
            for (Class<?> intf : getInterfaces(/* cloneArray */ false)) {
                res = PublicMethods.MethodList.merge(
                    res, intf.getMethodsRecursive(name, parameterTypes,
                                                  /* includeStatic */ false));
            }
    
            return res;
        }
    }
    复制代码

这里获取方法有四个步骤：

1.  通过 `privateGetDeclaredMethods` 获取自己所有的 public 方法
2.  通过 `MethodList#filter` 查找 方法名，参数相同的方法，如果找到，直接返回
3.  如果自己没有实现对应的方法，就去父类中查找对应的方法
4.  查找接口中对应的方法

通过上面四个步骤，最终获取到的是一个 `MethodList` 对象，是一个链表结点，其 `next` 指向下一个结点。也就是说，这里获取到的 Method 会有多个。  
这里稍微解释一下，在我们平时编写 Java 代码时，同一个类是不能有方法名和方法参数都相同的方法的，而实际上，在 JVM 中，一个方法签名是和 返回值，方法名，方法参数 三者相关的。 也就是说，在 JVM 中，可以存在 方法名和方法参数都相同，但是返回值不同的方法。  
所以这里返回的是一个方法链表。  
所以上面最终返回方法时会通过 `MethodList#getMostSpecific` 进行返回值的筛选，筛选出返回值类型最具体的方法。

这里我们先暂停回顾一下整体的调用链路：

getMethod -> getMethod0 -> getMethodsRecursive -> privateGetDeclaredMethods
    复制代码

通过函数调用，最终会调用到 `privateGetDeclaredMethods` 方法，也就是真正获取方法的地方。

1.3.4 privateGetDeclaredMethods

class Class {
        private Method[] privateGetDeclaredMethods(boolean publicOnly) {
            Method[] res;
            // 1. 通过缓存获取 Method[]
            ReflectionData<T> rd = reflectionData();
            if (rd != null) {
                res = publicOnly ? rd.declaredPublicMethods : rd.declaredMethods;
                if (res != null) return res;
            }
            // 2. 没有缓存，通过 JVM 获取
            res = Reflection.filterMethods(this, getDeclaredMethods0(publicOnly));
            if (rd != null) {
                if (publicOnly) {
                    rd.declaredPublicMethods = res;
                } else {
                    rd.declaredMethods = res;
                }
            }
            return res;
        }
    }
    复制代码

在 privateGetDeclaredMethods 获取方法时，有两个步骤：

1.  relectionData 通过缓存获取
2.  如果缓存没有命中的话，通过 getDeclaredMethods0 获取方法

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);
        }
    }
    复制代码

在 Class 中会维护一个 ReflectionData 的软引用，作为反射数据的缓存。  
ReflectionData 结构如下：

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;
        }
    复制代码

可以看到，保存了 Class 中的属性和方法。 如果缓存为空，就会通过 getDeclaredMethods0 从 JVM 中查找方法。  
getDeclaredMethods0 是一个 native 方法，这里暂时先不看。

通过上面几个步骤，就获取到 Method 数组。

这就是 getMethod 方法的整个实现了。  
我们再回过头看一下 getDeclaredMethod 方法的实现，通过 privateGetDeclaredMethods 获取方法以后，会通过 searchMethods 对方法进行筛选。

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

searchMethods 方法实现比较简单，就是对比方法名，参数，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) {
                // 比较方法名
                if (m.getName().equals(name)
                    // 比较方法参数
                    && arrayContentsEq(parameterTypes,
                                       fact.getExecutableSharedParameterTypes(m))
                    // 比较返回值
                    && (res == null
                        || (res.getReturnType() != m.getReturnType()
                            && res.getReturnType().isAssignableFrom(m.getReturnType()))))
                    res = m;
            }
            return res;
        }
    }
    复制代码

1.3.5 Method\#copy

在获取到对应方法以后，并不会直接返回，而是会通过 getReflectionFactory().copyMethod(method); 返回方法的一个拷贝。  
最终调用的是 Method\#copy，我们来看看其实现。

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;
        }
    }
    复制代码

会 new 一个 Method 实例并返回。  
这里有两点要注意：

1.  设置 root = this
2.  会给 Method 设置 MethodAccessor，用于后面方法调用。也就是所有的 Method 的拷贝都会使用同一份 methodAccessor。

通过上面的步骤，就获取到了需要反射的方法。  
我们再回顾一下之前的流程。

![getMethod][getMethod 1]

### 二、Java 反射原理--调用反射方法 ###

获取到方法以后，通过 `Method#invoke` 调用方法。

class Method {
        public Object invoke(Object obj, Object... args)
            throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException,
               InvocationTargetException
        {
            if (!override) {
                Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();
                // 1. 检查权限
                checkAccess(caller, clazz,
                            Modifier.isStatic(modifiers) ? null : obj.getClass(),
                            modifiers);
            }
            // 2. 获取 MethodAccessor
            MethodAccessor ma = methodAccessor;             // read volatile
            if (ma == null) {
                // 创建 MethodAccessor
                ma = acquireMethodAccessor();
            }
            // 3. 调用 MethodAccessor.invoke
            return ma.invoke(obj, args);
        }
    }
    复制代码

invoke 方法的实现，分为三步：

2.1 检查是否有权限调用方法

这里对 override 变量进行判断，如果 override == true，就跳过检查 我们通常在 Method\#invoke 之前，会调用 Method\#setAccessible(true)，就是设置 override 值为 true。

2.2 获取 MethodAccessor

在上面获取 Method 的时候我们讲到过，Method\#copy 会给 Method 的 methodAccessor 赋值。所以这里的 methodAccessor 就是拷贝时使用的 MethodAccessor。  
如果 ma 为空，就去创建 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;
        }
    }
    复制代码

这里会先查找 root 的 MethodAccessor，这里的 root 在上面 Method\#copy 中设置过。  
如果还是没有找到，就去创建 MethodAccessor。

class ReflectionFactory {
        public MethodAccessor newMethodAccessor(Method method) {
            // 其中会对 noInflation 进行赋值
            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;
            }
        }
    }
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这里可以看到，一共有三种 MethodAccessor。`MethodAccessorImpl`，`NativeMethodAccessorImpl`，`DelegatingMethodAccessorImpl`。  
采用哪种 MethodAccessor 根据 `noInflation` 进行判断，noInflation 默认值为 false，只有指定了 sun.reflect.noInflation 属性为 true，才会 采用 MethodAccessorImpl。  
所以默认会调用 NativeMethodAccessorImpl。

**MethodAccessorImpl** 是通过动态生成字节码来进行方法调用的，是 Java 版本的 MethodAccessor，字节码生成比较复杂，这里不放代码了。大家感兴趣可以看[这里][Link 1]的 generate 方法。

**DelegatingMethodAccessorImpl** 就是单纯的代理，真正的实现还是 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;
        }
    }
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**NativeMethodAccessorImpl** 是 Native 版本的 MethodAccessor 实现。

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 版本调用
            return invoke0(method, obj, args);
        }
    
        private static native Object invoke0(Method m, Object obj, Object[] args);
    }
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在 NativeMethodAccessorImpl 的实现中，我们可以看到，有一个 numInvocations 阀值控制，numInvocations 表示调用次数。如果 numInvocations 大于 15（默认阀值是 15），那么就使用 Java 版本的 MethodAccessorImpl。

为什么采用这个策略呢，可以 JDK 中的注释：

// "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;
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Java 版本的 MethodAccessorImpl 调用效率比 Native 版本要快 20 倍以上，但是 Java 版本加载时要比 Native 多消耗 3-4 倍资源，所以默认会调用 Native 版本，如果调用次数超过 15 次以后，就会选择运行效率更高的 Java 版本。  
那为什么 Native 版本运行效率会没有 Java 版本高呢？从 R 大博客来看，是因为 *这是HotSpot的优化方式带来的性能特性，同时也是许多虚拟机的共同点：跨越native边界会对优化有阻碍作用，它就像个黑箱一样让虚拟机难以分析也将其内联，于是运行时间长了之后反而是托管版本的代码更快些*。

2.3 调用 MethodAccessor\#invoke 实现方法的调用

在生成 MethodAccessor 以后，就调用其 invoke 方法进行最终的反射调用。  
这里我们对 Java 版本的 MethodAccessorImpl 做个简单的分析，Native 版本暂时不做分析。  
在前面我们提到过 MethodAccessorImpl 是通过 MethodAccessorGenerator\#generate 生成动态字节码然后动态加载到 JVM 中的。  
其中生成 invoke 方法字节码的是 MethodAccessorGenerator\#emitInvoke。  
我们看其中校验参数的一小段代码：

// 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
                }
            }
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通过上面的注释以及字节码，我们可以看到，生成的 invoke 方法，会对传入的参数做校验，其中会涉及到 unboxing 操作。

到此，基本上 Java 方法反射的原理就介绍完了。

### 三、Java 反射效率低的原因 ###

了解了反射的原理以后，我们来分析一下反射效率低的原因。

1. Method\#invoke 方法会对参数做封装和解封操作

我们可以看到，invoke 方法的参数是 Object\[\] 类型，也就是说，如果方法参数是简单类型的话，需要在此转化成 Object 类型，例如 long ,在 javac compile 的时候 用了Long.valueOf() 转型，也就大量了生成了Long 的 Object, 同时 传入的参数是Object\[\]数值,那还需要额外封装object数组。  
而在上面 MethodAccessorGenerator\#emitInvoke 方法里我们看到，生成的字节码时，会把参数数组拆解开来，把参数恢复到没有被 Object\[\] 包装前的样子，同时还要对参数做校验，这里就涉及到了解封操作。  
因此，在反射调用的时候，因为封装和解封，产生了额外的不必要的内存浪费，当调用次数达到一定量的时候，还会导致 GC。

2. 需要检查方法可见性

通过上面的源码分析，我们会发现，反射时每次调用都必须检查方法的可见性（在 Method.invoke 里）

3. 需要校验参数

反射时也必须检查每个实际参数与形式参数的类型匹配性（在NativeMethodAccessorImpl.invoke0 里或者生成的 Java 版 MethodAccessor.invoke 里）；

4. 反射方法难以内联

Method\#invoke 就像是个独木桥一样，各处的反射调用都要挤过去，在调用点上收集到的类型信息就会很乱，影响内联程序的判断，使得 Method.invoke() 自身难以被内联到调用方。参见 [www.iteye.com/blog/rednax…][www.iteye.com_blog_rednax]

5. JIT 无法优化

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.

因为反射涉及到动态加载的类型，所以无法进行优化。

### 总结 ###

上面就是对反射原理和反射效率低的一些分析。

![summary][summary 1]

### 参考资料 ###

[www.iteye.com/blog/rednax…][www.iteye.com_blog_rednax]

作者：ZYLAB  
链接：https://juejin.im/post/5da33b2351882509334fc0d3  
来源：掘金  
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

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[getMethod]: /images/20210527/379ca8aca7114670b73db31933c84fb7.png
[getMethod 1]: /images/20210527/a08084dbfacb4103b812feeba1df6731.png
[Link 1]: http://www.docjar.com/html/api/sun/reflect/MethodAccessorGenerator.java.html
[www.iteye.com_blog_rednax]: https://www.iteye.com/blog/rednaxelafx-548536
[JavaDoc]: https://docs.oracle.com/javase/tutorial/reflect/index.html
[summary 1]: /images/20210527/25541dd3403a4556ade59c0a6367bba5.png