1. 背景

今天刷到一篇文章，标题是反射为什么慢，一下子懵逼了，确实没想过这个问题；盲猜了一下是由于反射实际上是做了一个代理的动作，导致执行的效率是小于直接实体类去调用方法的。

2. 文章给出的解释

文章中给出的理由是因为以下4点：

1. 反射涉及动态解析的内容，不能执行某些虚拟机优化，例如JIT优化技术
2. 在反射时，参数需要包装成object[]类型，但是方法真正执行的时候，又使用拆包成真正的类型，这些动作不仅消耗时间，而且过程中会产生很多的对象，这就会导致gc，gc也会导致延时
3. 反射的方法调用需要从数组中遍历，这个遍历的过程也比较消耗时间
4. 不仅需要对方法的可见性进行检查，参数也需要做额外的检查

3. 结合实际理解

3.1 第一点分析

首先我们需要知道，java中的反射是一种机制，它可以在代码运行过程中，获取类的内部信息（变量、构造方法、成员方法）；操作对象的属性、方法。 然后关于反射的原理，首先我们需要知道一个java项目在启动之后，会将class文件加载到堆中，生成一个class对象，这个class对象中有一个类的所有信息，通过这个class对象获取类相关信息的操作我们称为反射。

其次是JIT优化技术，首先我们需要知道在java虚拟机中有两个角色，解释器和编译器；这两者各有优劣，首先是解释器可以在项目启动的时候直接直接发挥作用，省去编译的时候，立即执行，但是在执行效率上有所欠缺；在项目启动之后，随着时间推移，编译器逐渐将机器码编译成本地代码执行，减少解释器的中间损耗，增加了执行效率。

我们可以知道JIT优化通常依赖于在编译时能够知道的静态信息，而反射的动态性可能会破坏这些假设，使得JIT编译器难以进行有效的优化。

3.2 第二点

关于第二点，我们直接写一段反射调用对象方法的demo：

@Test
public void methodTest() {
    Class clazz = MyClass.class;

    try {
        //获取指定方法
        //这个注释的会报错 java.lang.NoSuchMethodException
        //Method back = clazz.getMethod("back");
        Method back = clazz.getMethod("back", String.class);
        Method say = clazz.getDeclaredMethod("say", String.class);
        //私有方法需要设置
        say.setAccessible(true);
        MyClass myClass = new MyClass("abc", 99);
        //反射调用方法
        System.out.println(back.invoke(myClass, "back"));

        say.invoke(myClass, "hello world");
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

在上面这段代码中，我们调用了一个invoke 方法，并且传了class对象和参数，进入到invoke方法中，我们可以看到invoke方法的入参都是Object类型的，args更是一个Object 数组，这就第二点，关于反射调用过程中的拆装箱。

@CallerSensitive
public Object invoke(Object obj, Object... args)
    throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException,
        InvocationTargetException
{
    if (!override) {
        if (!Reflection.quickCheckMemberAccess(clazz, modifiers)) {
            Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();
            checkAccess(caller, clazz, obj, modifiers);
        }
    }
    MethodAccessor ma = methodAccessor;             // read volatile
    if (ma == null) {
        ma = acquireMethodAccessor();
    }
    return ma.invoke(obj, args);
}

3.3 第三点

关于调用方法需要遍历这点，还是上面那个demo，我们在获取Method 对象的时候是通过调用getMethod、getDeclaredMethod方法，点击进入这个方法的源码，我们可以看到如下代码：

private static Method searchMethods(Method[] methods,
                                    String name,
                                    Class<?>[] parameterTypes)
{
    Method res = null;
    String internedName = name.intern();
    for (int i = 0; i < methods.length; i++) {
        Method m = methods[i];
        if (m.getName() == internedName
            && arrayContentsEq(parameterTypes, m.getParameterTypes())
            && (res == null
                || res.getReturnType().isAssignableFrom(m.getReturnType())))
            res = m;
    }

    return (res == null ? res : getReflectionFactory().copyMethod(res));
}

我们可以看到，底层实际上也是将class对象的所有method遍历了一遍，最终才拿到我们需要的方法的，这也就是第二点，执行具体方法的时候需要遍历class对象的方法。

3.4 第四点

第4点说需要对方法和参数进行检查，也就是我们在执行具体的某一个方法的时候，我们实际上是需要校验这个方法是否可见的，如果不可见，我们还需要将这个方法设置为可见，否则如果我们直接调用这个方法的话，会报错。

同时还有一个点，在我们调用invoke方法的时候，反射类会对方法和参数进行一个校验，让我们来看一下源码：

@CallerSensitive
public Object invoke(Object obj, Object... args)
    throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException,
        InvocationTargetException
{
    if (!override) {
        if (!Reflection.quickCheckMemberAccess(clazz, modifiers)) {
            Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();
            checkAccess(caller, clazz, obj, modifiers);
        }
    }
    MethodAccessor ma = methodAccessor;             // read volatile
    if (ma == null) {
        ma = acquireMethodAccessor();
    }
    return ma.invoke(obj, args);
}

我们可以看到还有quickCheckMemberAccess、checkAccess 等逻辑

4. 总结

平时在反射这块用的比较少，也没针对性的去学习一下。在工作之余，还是得保持一个学习的习惯，这样子才不会出现今天这种被一个问题难倒的情况，而且才能产出更多、更优秀的方案。