如何提升使用Java反射的效率？

前言

在咱们平时的工做或者面试中，都会常常遇到“反射”这个知识点，经过“反射”咱们能够动态的获取到对象的信息以及灵活的调用对象方法等，可是在使用的同时又伴随着另外一种声音的出现，那就是“反射”很慢，要少用。难道反射真的很慢？那跟咱们平时正常建立对象调用方法比慢多少? 估计不少人都没去测试过，只是”道听途说“。下面咱们就直接经过一些测试用例来直观的感觉一下”反射“。

正文

准备测试对象

下面先定义一个测试的类TestUser，只有id跟name属性，以及它们的getter/setter方法，另外还有一个自定义的sayHi方法。

public class TestUser {
    private Integer id;
    private String name;
    
    public String sayHi(){
        return "hi";
    }

    public Integer getId() {
        return id;
    }

    public void setId(Integer id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}
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测试建立100万个对象

// 经过普通方式建立TestUser对象
@Test
public void testCommon(){
    long start = System.currentTimeMillis();
    TestUser user = null;
    int i = 0;
    while(i<1000000){
        ++i;
        user = new TestUser();
    }
    long end = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("普通对象建立耗时："+(end - start ) + "ms");
}

//普通对象建立耗时：10ms
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// 经过反射方式建立TestUser对象
@Test
public void testReflexNoCache() throws Exception {
    long start = System.currentTimeMillis();
    TestUser user = null;
    int i = 0;
    while(i<1000000){
        ++i;
        user = (TestUser) Class.forName("ReflexDemo.TestUser").newInstance();
    }
    long end = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("无缓存反射建立对象耗时："+(end - start ) + "ms");
}

//无缓存反射建立对象耗时：926ms
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在上面这两个测试方法中，笔者各自测了5次，把他们消耗的时间取了一个平均值，在输出结果中能够看到一个是10ms，一个是926ms，在建立100W个对象的状况下，反射竟然慢了90倍左右。wtf？差距竟然这么大？难道反射真的这么慢？下面笔者换一种反射的姿式，继续测试一下，看看结果如何？

// 经过缓存反射方式建立TestUser对象
@Test
public void testReflexWithCache() throws Exception {
    long start = System.currentTimeMillis();
    TestUser user = null;
    Class rUserClass = Class.forName("RefleDemo.TestUser");
    int i = 0;
    while(i<1000000){
        ++i;
        user = (TestUser) rUserClass.newInstance();
    }
    long end = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("经过缓存反射建立对象耗时："+(end - start ) + "ms");
}

//经过缓存反射建立对象耗时：41ms
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咦？这种操做只须要41ms了，大大提升了反射建立对象的效率。为何会快这么多呢？

其实经过代码咱们能够发现，是Class.forName这个方法比较耗时，它实际上调用了一个本地方法，经过这个方法来要求JVM查找并加载指定的类。因此咱们在项目中使用的时候，能够把Class.forName返回的Class对象缓存起来，下一次使用的时候直接从缓存里面获取，这样就极大的提升了获取Class的效率。同理，在咱们获取Constructor、Method等对象的时候也能够缓存起来使用，避免每次使用时再来耗费时间建立。

测试反射调用方法

@Test
public void testReflexMethod() throws Exception {
    long start = System.currentTimeMillis();
    Class testUserClass = Class.forName("RefleDemo.TestUser");
    TestUser testUser = (TestUser) testUserClass.newInstance();
    Method method = testUserClass.getMethod("sayHi");
    int i = 0;
    while(i<100000000){
        ++i;
        method.invoke(testUser);
    }
    long end = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("反射调用方法耗时："+(end - start ) + "ms");
}

//反射调用方法耗时：330ms
复制代码

@Test
public void testReflexMethod() throws Exception {
    long start = System.currentTimeMillis();
    Class testUserClass = Class.forName("RefleDemo.TestUser");
    TestUser testUser = (TestUser) testUserClass.newInstance();
    Method method = testUserClass.getMethod("sayHi");
    int i = 0;
    while(i<100000000){
        ++i;
        method.setAccessible(true);
        method.invoke(testUser);
    }
    long end = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("setAccessible=true 反射调用方法耗时："+(end - start ) + "ms");
}

//setAccessible=true 反射调用方法耗时：188ms
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这里咱们反射调用sayHi方法1亿次，在调用了method.setAccessible(true)后，发现快了将近一半。查看API能够了解到，jdk在设置获取字段，调用方法的时候会执行安全访问检查，而此类操做会比较耗时，因此经过setAccessible(true)的方式能够关闭安全检查，从而提高反射效率。

极致的反射

除了上面的手段，还有没有什么办法能够更极致的使用反射呢？这里介绍一个高性能反射工具包ReflectASM。它是经过字节码生成的方式来实现的反射机制，下面是一个跟java反射的性能比较。

这里就不介绍它的用法了，有兴趣的朋友能够直接传送过去：github.com/EsotericSof…

结语

最后总结一下，为了更好的使用反射，咱们应该在项目启动的时候将反射所须要的相关配置及数据加载进内存中，在运行阶段都从缓存中取这些元数据进行反射操做。你们也不用害怕反射，虚拟机在不断的优化，只要咱们方法用的对，它并无”传闻“中的那么慢，当咱们对性能有极致追求的时候，能够考虑经过三方包，直接对字节码进行操做。

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github.com/PeppaLittle…

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