Java反射进阶—聊聊反射的几个问题

前言

昨天有朋友反映好多反射知识没说到，反射反射所以今天算是进阶补充篇，一起看看反射的聊聊进阶知识点。

反射可以修改final类型成员变量吗?问题

final我们应该都知道，修饰变量的反射反射时候代表是一个常量，不可修改。进阶那利用反射能不能达到修改的聊聊效果呢?

我们先试着修改一个用final修饰的String变量。

public class User {      private final String name = "Bob";     private final Student student = new Student();     public String getName() {          return name;     }     public Student getStudent() {          return student;     } }     User user = new User();     Class clz = User.class;     Field field1 = null;     try{          field1=clz.getDeclaredField("name");         field1.setAccessible(true);         field1.set(user,问题"xixi");         System.out.println(user.getName());     }catch(NoSuchFieldException e){          e.printStackTrace();     }catch(IllegalAccessException e){          e.printStackTrace();     } 

打印出来的结果，还是反射反射Bob，也就是进阶没有修改到。

我们再修改下student变量试试：

field1 = clz.getDeclaredField("student"); field1.setAccessible(true); field1.set(user,聊聊 new Student()); 打印： 修改前com.example.studynote.reflection.Student@77459877 修改后com.example.studynote.reflection.Student@72ea2f77 

可以看到，对于正常的问题对象变量即使被final修饰也是可以通过反射进行修改的。

这是反射反射为什么呢?为什么String不能被修改，而普通的进阶对象变量可以被修改呢?

先说结论，其实String值也被修改了，聊聊只是我们无法通过这个对象获取到修改后的值。

这就涉及到JVM的内联优化了：

内联函数，亿华云计算编译器将指定的函数体插入并取代每一处调用该函数的地方(上下文)，从而节省了每次调用函数带来的额外时间开支。

简单的说，就是JVM在处理代码的时候会帮我们优化代码逻辑，比如上述的final变量，已知final修饰后不会被修改，所以获取这个变量的时候就直接帮你在编译阶段就给赋值了。

所以上述的getName方法经过JVM编译内联优化后会变成：

public String getName() {         return "Bob";    } 

所以无论怎么修改，都获取不到修改后的值。

有的朋友可能提出直接获取name呢?比如这样：

//修改为public public final String name = "Bob"; //反射修改后，打印user.name field1=clz.getDeclaredField("name"); field1.setAccessible(true); field1.set(user,"xixi"); System.out.println(user.name); 

不好意思，还是打印出来Bob。这是因为System.out.println(user.name)这一句在经过编译后，会被写成：

System.out.println(user.name) //经过内联优化 System.out.println("Bob") 

所以：

「反射是可以修改final变量的，但是如果是基本数据类型或者String类型的时候，服务器托管无法通过对象获取修改后的值，因为JVM对其进行了内联优化。」

那有没有办法获取修改后的值呢?

有，可以通过反射中的Field.get(Object obj)方法获取：

//获取field对应的变量在user对象中的值 System.out.println("修改后"+field.get(user)); 

反射获取static静态变量

说完了final，再说说static，怎么修改static修饰的变量呢?

我们知道，静态变量是在类的实例化之前就进行了初始化(类的初始化阶段)，所以静态变量是跟着类本身走的，跟具体的对象无关，所以我们获取变量就不需要传入对象，直接传入null即可：

public class User {   public static String name; } field2 = clz.getDeclaredField("name"); field2.setAccessible(true); //获取静态变量 Object getname=field2.get(null); System.out.println("修改前"+getname); //修改静态变量 field2.set(null, "xixi"); System.out.println("修改后"+User.name); 

如上述代码：

Field.get(null) 可以获取静态变量。 Field.set(null,object) 可以修改静态变量。

怎么提升反射效率

1、缓存重复用到的对象

利用缓存，其实我不说大家也都知道，在平时项目中用到多次的对象也会进行缓存，谁也不会多次去创建。

但是，香港云服务器这一点在反射中尤为重要，比如Class.forName方法，我们做个测试：

long startTime = System.currentTimeMillis();     Class clz = Class.forName("com.example.studynote.reflection.User");     User user;     int i = 0;     while (i < 1000000) {          i++;         //方法1，直接实例化         user = new User();         //方法2，每次都通过反射获取class，然后实例化         user = (User) Class.forName("com.example.studynote.reflection.User").newInstance();         //方法3，通过之前反射得到的class进行实例化         user = (User) clz.newInstance();     }     System.out.println("耗时：" + (System.currentTimeMillis() - startTime)); 

打印结果：

1、直接实例化 耗时：15 2、每次都通过反射获取class，然后实例化 耗时：671 3、通过之前反射得到的class进行实例化 耗时：31 

所以看出来，只要我们合理的运用这些反射方法，比如Class.forName，Constructor，Method，Field等，尽量在循环外就缓存好实例，就能提高反射的效率，减少耗时。

2、setAccessible(true)

之前我们说过当遇到私有变量和方法的时候，会用到setAccessible(true)方法关闭安全检查。这个安全检查其实也是耗时的。

所以我们在反射的过程中可以尽量调用setAccessible(true)来关闭安全检查，无论是否是私有的，这样也能提高反射的效率。

3、ReflectASM

ReflectASM 是一个非常小的 Java 类库，通过代码生成来提供高性能的反射处理，自动为 get/set 字段提供访问类，访问类使用字节码操作而不是 Java 的反射技术，因此非常快。

ASM是一个通用的Java字节码操作和分析框架。它可以用于修改现有类或直接以二进制形式动态生成类。

简单的说，这是一个类似反射，但是不同于反射的高性能库。他的原理是通过ASM库，生成了一个新的类，然后相当于直接调用新的类方法，从而完成反射的功能。

感兴趣的可以去看看源码，实现原理比较简单——https://github.com/EsotericSoftware/reflectasm。

「小总结：」经过上述三种方法，我想反射也不会那么可怕到大大影响性能的程度了，如果真的发现反射影响了性能以及实际使用的情况，也许可以研究下，是否是因为没用对反射和没有处理好反射相关的缓存呢?

反射原理

如果我们试着查看这些反射方法的源码，会发现最终都会走到native方法中，比如

getDeclaredField方法会走到

public native Field getDeclaredField(String name) throws NoSuchFieldException; 

那么在底层，是怎么获取到类的相关信息的呢?

首先回顾下JVM加载Java文件的过程：

编译阶段，.java文件会被编译成.class文件，.class文件是一种二进制文件，内容是JVM能够识别的机器码。 .class文件里面依次存储着类文件的各种信息，比如：版本号、类的名字、字段的描述和描述符、方法名称和描述、是不是public、类索引、字段表集合，方法集合等等数据。 然后，JVM中的类加载器会读取字节码文件，取出二进制数据，加载到内存中，并且解析.class文件的信息。 类加载器会获取类的二进制字节流，在内存中生成代表这个类的java.lang.Class对象。 最后会开始类的生命周期，比如连接、初始化等等。

而反射，就是去操作这个 java.lang.Class对象，这个对象中有整个类的结构，包括属性方法等等。

总结来说就是，.class是一种有顺序的结构文件,而Class对象就是对这种文件的一种表示，所以我们能从Class对象中获取关于类的所有信息，这就是反射的原理。

说点无关本文的

最近有一些关于文章中分析源码部分的想法，以前总想把源码原封不动的搬上来，好让大家线下也能找到相关的源码然后通读。

但是可能这样不大现实?而且也造成了很多朋友读文章的障碍，很可能当时一知半解，下来全部忘记，至少我就是这样的哈哈。

所以可能在写文章中涉及到源码解析部分，尽量精简写出来，或者直接贴上伪代码能更方便大家理解吧～

以后试一试。

拜拜

Android体系架构(连载文章、脑图、面试专题)：https://github.com/JiMuzz/Android-Architecture

参考

https://juejin.cn/post/6844903905483030536 https://www.zhihu.com/question/46883050 https://juejin.cn/post/6917984253360177159 https://blog.csdn.net/PiaoMiaoXiaodao/article/details/79871313 https://www.cnblogs.com/coding-night/p/10772631.html

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