java的MethodHandle类详解

一.总述

  java7为间接调用方法提供了MethodHandle类，即方法句柄。可以将其看作是反射的另一种方式。

这是使用MethodHandle调用方法的一个例子：

public class Test {
  public static void main(String[] args) throws Throwable  {
    MethodHandles.Lookup lookup = MethodHandles.lookup();
    MethodType mt = MethodType.methodType(String.class,char.class,char.class);
    try {
      MethodHandle mh = lookup.findVirtual(String.class,"replace", mt);
      String handled_str = (String) mh.invoke("abc",'a','c');
      System.out.print(handled_str);
    } catch (NoSuchMethodException | IllegalAccessException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}    

  用MethodHandle调用方法的流程为：

• (1) 创建MethodType,获取指定方法的签名
• (2) 在Lookup中查找MethodType的方法句柄MethodHandle
• (3) 传入方法参数通过MethodHandle调用方法

二.MethodType

MethodType表示一个方法类型的对象，每个MethodHandle都有一个MethodType实例，MethodType用来指明方法的返回类型和参数类型。其有多个工厂方法的重载。

static MethodType	methodType(Class<?> rtype)

static MethodType	methodType(Class<?> rtype, Class<?> ptype0)

static MethodType	methodType(Class<?> rtype, Class<?>[] ptypes)

static MethodType	methodType(Class<?> rtype, Class<?> ptype0, Class<?>... ptypes)

static MethodType	methodType(Class<?> rtype, List<Class<?>> ptypes)

static MethodType	methodType(Class<?> rtype, MethodType ptypes)

如上面示例代码中的
MethodType mt = MethodType.methodType(String.class,char.class,char.class);就得到了一个方法的参数类型为char，char，返回类型为String的MethodType。

三.Lookup

  MethodHandle.Lookup可以通过相应的findxxx方法得到相应的MethodHandle，相当于MethodHandle的工厂方法。查找对象上的工厂方法对应于方法、构造函数和字段的所有主要用例。下面是官方API文档对findxxx的说明，这些工厂方法和结果方法处理的行为之间的对应关系:

可以看出findStatic相当于得到的是一个static方法的句柄，findVirtual找的是普通方法。其他的可以从官方文档中阅读得知，这里不详细说明了。

四. MethodHandle

  MethodHandle是什么？简单的说就是方法句柄，通过这个句柄可以调用相应的方法。官方文档对其的解释为：

“ A method handle is a typed, directly executable reference to an underlying method, constructor, field, or similar low-level operation, with optional transformations of arguments or return values. These transformations are quite general, and include such patterns as conversion, insertion, deletion, and substitution.”

翻译如下：

方法句柄是对底层方法、构造函数、字段或类似低级操作的类型化、直接可执行的引用，具有参数或返回值的可选转换。这些转换非常普遍，包括转换、插入、删除和替换等模式

常用的方法为invokexxx,如下图

  其中需要注意的是invoke和invokeExact,前者在调用的时候可以进行返回值和参数的类型转换工作，而后者是精确匹配的。比如，在MethodType中指定的参数类型是int，如果你用invoke调用时指定的参数是Integer类型，方法调用是可以运行的，这是通过MethodHandle类的astype方法产生一个新的方法句柄。而如果用的是invokeExact则在运行时会报错。
  另外一个需要注意的是invokexxx的所有方法返回的是Object,调用时若有返回结果一般需进行强制类型转换。
  最后还有一点，如果调用的方法没有返回值，那么在MethodType的工厂方法中的返回值类型写为void.class