Java反射机制及原理

一、概念

java程序运行时动态的创建类并调用类的方法和属性

 

二、原理简介

Class<?> clz = Class.forName("java.util.ArrayList");
ArrayList object = (ArrayList) clz.newInstance();
Method method = clz.getMethod("add",Object.class);
method.invoke(list , "sss");

 

上面就是我们最常见的反射的例子，前两行实现了类的装载、链接（验证、准备、解析）、初始化（newInstance其实也是通过反射调用类的<init>方法），后面两行实现了从class对象中获取对象然后执行反射调用。

 

设想，假如我们要实现Invoke方法，是不是只要实现如下类即可：

public class Method {
 
    public void invoke(Object obj , Object... args) {
        ArrayList list = (ArrayList)obj;
        list.add(args);
    }
}

 

反射的原理之一：就是动态的生成类似于上述的字节码，加载到JVM中运行

 

获取Method对象流程

 

上面的Class对象是在加载类时由JVM构造的，JVM为每个类管理一个独一无二的CLASS对象，这份CLASS对象里维护着该类的所有

Method,Field,Constructor的cache，这份cache也可以称作为根对象。每次getMethod获取到的Method对象都持有对根对象的引用，因为一些重量级的Method的成员变量（主要是MethodAccessor），我们不希望每次创建Method对象都要重新初始化，于是所有代表同一个方法的Method对象都共享着根对象的MethodAccessor，每一次创建都会调用根对象的copy方法复制一份：

Method copy() { 
        Method res = new Method(clazz, name, parameterTypes, returnType,
                                exceptionTypes, modifiers, slot, signature,
                                annotations, parameterAnnotations, annotationDefault);
        res.root = this;
        res.methodAccessor = methodAccessor;
        return res;
    }

 

调用invoke方法流程

method.invoke方法会首先获取一个MethodAccessor，首先会从Method的根对象中获取MethodAccessor，如果为空，用reflectionFactory.newMethodAccessor返回DelegatingMethodAccessorImpl实例，然后将MethodAccessor赋值给Method的root对象中(因为MethodAccessor是所有Method共用的)，然后调用DelegatingMethodAccessorImpl中的invoke方法，当调用invoke的次数大于15次以后，MethodAccessor将由java代码生成

 

整体流程图：