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
比如下面这样, 注意Son是Parent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。将整数转换为二进制进行表示,参考修饰符对照表,可知道该方法用了哪些修饰符。
Q:下面这样对一个无默认构造的类执行newInstance会发生什么?
package com.huawei.test
public class A {
public A(int i) { // 默认构造器是没有入参的构造方法,class A缺少默认构造方法
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: 反射的具体性能差异在哪?
A:
简单的数据比较:
- 普通方法调用10亿次:9ms
- 反射方法调用10亿次:5699ms
- 关闭安全检查调用10亿次:1959ms
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:
- Method.invoke 方法会对参数做封装和解封操作
- 需要检查方法可见性
- 需要校验参数
- 反射方法难以内联
- JIT 无法优化
Q: 为什么反射没法做JIT优化呢?
A:
我们都知道 Java 代码是需要编译才能在虚拟机里运行的,但其实 Java 的编译期是一段不确定的操作过程。因为它可能是一个前端编译器(如 Javac)把 .java 文件编译成 .class 文件的过程;也可能是程序运行期的即时编译器(JIT 编译器,Just In Time Compiler)把字节码文件编译成机器码的过程;还可能是静态提前编译器(AOT 编译器,Ahead Of Time Compiler)直接把 *.java 文件编译成本地机器码的过程。
其中即时编译器(JIT)在运行期的优化过程对于程序运行来说更重要,Java虚拟机在编译阶段的代码优化就在这里进行,
由于反射涉及动态解析的类型,因此无法执行某些Java虚拟机优化。因此,反射操作的性能要比非反射操作慢,因此应该避免在对性能敏感的应用程序中频繁使用Java反射来创建对象。
动态代理
Q: 讲一下动态代理的作用 以及他和静态代理的区别(设计模式中的代理模式也有讲到静态代理和动态代理)
A:
作用
先弄一个原始接口类Info,里面提供一些接口例如dealInfo()、getInfo()之类的,然后可以有N个实现了这个接口的各种Info子类。我们希望这些Info字类做dealInfo的时候, 都能在调用前后打一下日志。但不希望每个子类里强制都添加这个过程。所以引入一个代理Proxy, 将Info类放进去代理种执行,无论你放什么info子类进去,调用dealInfo时,都会在调用前后打印日志。
和静态代理的区别
静态代理也是给代理传1个对象,然后执行方法时,执行代理对象的方法。但是有个执行问题:如果我们的类需要加100个方法,那么我们在代理中也要加100个方法,里面反复写“啊,我要调用代理对象的方法”, 这太蠢了。
所以引入动态代理,这样代理和所代理类之间实现了解耦,没有必要每次改实类时,也要改代理的内容,重复加方法之类的。动态代理可以直接根据method去调用,并且还能弄一个自己独有的处理。
Q: 讲一下动态代理怎么用的?
A:
参考资料:https://zhuanlan.zhihu.com/p/94159179
现有一个网络请求接口IHttp和Http请求工具类HttpUtil
public interface IHttp {
void request(String sendData);
void onSuccess(String receivedData);
}
public class HttpUtil implements IHttp {
@Override
public void request(String sendData) {
System.out.println("网络请求中...");
}
@Override
public void onSuccess(String receivedData) {
System.out.println("网络请求完成。");
}
}
实现动态代理的代码,Java已经提供了一些类、接口和方法,帮助我们实现动态代理,不深究的话我们只需要把它当做是一种固定写法就行。代理类需要实现InvocationHandler接口,使用Proxy.newProxyInstance来创建一个代理的实例,并重写invoke方法,这样代理类调用httpUtil中的方法时都会通过这个invoke方法来间接调用。
public class HttpProxy implements InvocationHandler {
private HttpUtil httpUtil;
public IHttp getInstance(HttpUtil httpUtil) {
this.httpUtil = httpUtil;
return (IHttp) Proxy.newProxyInstance(httpUtil.getClass().getClassLoader(), httpUtil.getClass().getInterfaces(), this);
}
// 调用 httpUtil 的任意方法时,都要通过这个方法调用
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
Object result = null;
if (method.getName().equals("request")) {
// 如果方法名是 request,打印日志,并调用 request 方法
System.out.println("发送数据:" + args[0]);
result = method.invoke(httpUtil, args);
} else if (method.getName().equals("onSuccess")) {
// 如果方法名是 onSuccess,打印日志,并调用 onSuccess 方法
System.out.println("收到数据:" + args[0]);
result = method.invoke(httpUtil, args);
}
return result;
}
}
调用时,调用HttpProxy代理
public class Client {
@Test
public void test() {
HttpUtil httpUtil = new HttpUtil();
IHttp proxy = new HttpProxy().getInstance(httpUtil);
proxy.request("request data");
proxy.onSuccess("received result");
}
}
Q: java动态代理的底层实现原理?
A:
我们可以对InvocationHandler看做一个中介类,代理类调用自己方法时,在invoke方法中调用了被代理对象的相应方法,在这个方法中持有被代理类对象的引用,把外部对invoke的调用最终都转为对被代理对象的调用。
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