Java方法反射实现原理详解

博主说：java 反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意方法和属性；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为 java 语言的反射机制。在本文中，占小狼分析了 java 反射机制的实现原理（源码），感兴趣的同学可以通过阅读本文花上几分钟了解了解。

正文

方法反射实例

public class reflectcase {

  public static void main(string[] args) throws exception {
    proxy target = new proxy();
    method method = proxy.class.getdeclaredmethod("run");
    method.invoke(target);
  }

  static class proxy {
    public void run() {
      system.out.println("run");
    }
  }
}

通过 java 的反射机制，可以在运行期间调用对象的任何方法，如果大量使用这种方式进行调用，会有性能或内存隐患么？为了彻底了解方法的反射机制，只能从底层代码入手啦！

method 获取

调用 class 类的getdeclaredmethod可以获取指定方法名和参数的方法对象 method。

getdeclaredmethod

其中privategetdeclaredmethods方法从缓存或 jvm 中获取该 class 中申明的方法列表，searchmethods方法将从返回的方法列表里找到一个匹配名称和参数的方法对象。

searchmethods

如果找到一个匹配的 method，则重新复制一份返回，即method.copy()方法。

所次每次调用getdeclaredmethod方法返回的 method 对象其实都是一个新的对象，且新对象的root属性都指向原来的 method 对象，如果需要频繁调用，最好把 method 对象缓存起来。

privategetdeclaredmethods

从缓存或 jvm 中获取该 class 中申明的方法列表，实现如下：

其中reflectiondata()方法实现如下：

这里有个比较重要的数据结构reflectiondata，用来缓存从 jvm 中读取类的如下属性数据：

从reflectiondata()方法实现可以看出：reflectiondata对象是softreference类型的，说明在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，newreflectiondata方法实现如下：

通过unsafe.compareandswapobject方法重新设置reflectiondata字段；在privategetdeclaredmethods方法中，如果通过reflectiondata()获得的reflectiondata对象不为空，则尝试从reflectiondata对象中获取declaredmethods属性，如果是第一次，或则被gc回收之后，重新初始化后的类属性为空，则需要重新到 jvm 中获取一次，并赋值给reflectiondata，下次调用就可以使用缓存数据了。

method 调用

获取到指定的方法对象 method 之后，就可以调用它的invoke方法了，invoke实现如下：

应该注意到：这里的methodaccessor对象是invoke方法实现的关键，一开始methodaccessor为空，需要调用acquiremethodaccessor生成一个新的methodaccessor对象，methodaccessor本身就是一个接口，实现如下：

在acquiremethodaccessor方法中，会通过reflectionfactory类的newmethodaccessor创建一个实现了methodaccessor接口的对象，实现如下：

在reflectionfactory类中，有 2 个重要的字段：noinflation（默认false）和inflationthreshold（默认15），在checkinitted方法中可以通过-dsun.reflect.inflationthreshold=xxx和-dsun.reflect.noinflation=true对这两个字段重新设置，而且只会设置一次；如果noinflation为false，方法newmethodaccessor都会返回delegatingmethodaccessorimpl对象，delegatingmethodaccessorimpl的类实现：

其实，delegatingmethodaccessorimpl对象就是一个代理对象，负责调用被代理对象delegate的invoke方法，其中delegate参数目前是nativemethodaccessorimpl对象，所以最终 method 的invoke方法调用的是nativemethodaccessorimpl对象invoke方法，实现如下：

这里用到了reflectionfactory类中的inflationthreshold，当delegate调用了15次invoke方法之后，如果继续调用就通过methodaccessorgenerator类的generatemethod方法生成methodaccessorimpl对象，并设置为delegate对象，这样下次执行method.invoke时，就调用新建的methodaccessor对象的invoke()方法了。这里需要注意的是：generatemethod方法在生成methodaccessorimpl对象时，会在内存中生成对应的字节码，并调用classdefiner.defineclass创建对应的 class 对象，实现如下：

在classdefiner.defineclass方法实现中，每被调用一次都会生成一个delegatingclassloader类加载器对象：

这里每次都生成新的类加载器，是为了性能考虑，在某些情况下可以卸载这些生成的类，因为类的卸载是只有在类加载器可以被回收的情况下才会被回收的，如果用了原来的类加载器，那可能导致这些新创建的类一直无法被卸载，从其设计来看本身就不希望这些类一直存在内存里的，在需要的时候有就行啦！

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。