怎樣提高使用Java反射的效率

在我們平常的工作或面試中，都會經常遇到「反射」這個知識點，透過「反射」我們可以動態的獲取到物件的資訊以及靈活的呼叫物件方法等，但是在使用的同時又伴隨著另一種聲音的出現，那就是「反射」很慢，要少用。難道反射真的很慢？那跟我們平時正常創建物件呼叫方法比慢多少? 估計很多人都沒去測試過，只是」道聽途說「。下面我們就直接透過一些測試案例來直觀的感受一下」反射「。

正文

準備測試物件

下面先定義一個測試的類別TestUser，只有id跟name屬性，以及它們的getter/setter方法，另外還有一個自定義的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;
    }
}

測試創建100萬個物件

// 通过普通方式创建TestUser对象@Testpublic 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("普通对象创建耗时："+(end - start ) + "ms");
}//普通对象创建耗时：10ms

// 通过反射方式创建TestUser对象@Testpublic 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("无缓存反射创建对象耗时："+(end - start ) + "ms");
}//无缓存反射创建对象耗时：926ms

在上面這兩個測試方法中，筆者各自測了5次，把他們消耗的時間取了一個平均值，在輸出結果中可以看到一個是10ms，一個是926ms，在創建100W個物件的情況下，反射居然慢了90倍左右。 wtf？差距居然這麼大？難道反射真的這麼慢？下面筆者換一種反射的姿勢，繼續測試一下，看看結果如何？

// 通过缓存反射方式创建TestUser对象@Testpublic 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("通过缓存反射创建对象耗时："+(end - start ) + "ms");
}//通过缓存反射创建对象耗时：41ms

其實透過程式碼我們可以發現，是Class.forName這個方法比較耗時，它實際上呼叫了一個本地方法，透過這個方法來要求JVM尋找並載入指定的類別。所以我們在專案中使用的時候，可以把Class.forName回傳的Class物件快取起來，下次使用的時候直接從快取裡面獲取，這樣就極大的提高了獲取Class的效率。同理，在我們獲取Constructor、Method等物件的時候也可以快取起來使用，避免每次使用時再來耗費時間創建。

測試反射呼叫方法

@Testpublic 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

@Testpublic 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

這裡我們反射呼叫sayHi方法1億次，在呼叫了method.setAccessible(true)後，發現快了將近一半。查看API可以了解到，jdk在設定獲取字段，呼叫方法的時候會執行安全存取檢查，而此類操作會比較耗時，所以透過setAccessible(true)的方式可以關閉安全檢查，從而提升反射效率。

極致的反射

除了上面的手段，還有沒有辦法更極致的使用反射呢？這裡介紹一個高效能反射工具包ReflectASM。它是透過字節碼產生的方式來實現的反射機制，下面是一個跟java反射的效能比較。

結語

最後總結一下，為了更好的使用反射，我們應該在專案啟動的時候將反射所需要的相關配置及資料載入進記憶體中，在運行階段都從快取中取這些元資料進行反射操作。大家也不用懼怕反射，虛擬機在不斷的優化，只要我們方法用的對，它並沒有」傳聞「中的那麼慢，當我們對性能有極致追求的時候，可以考慮透過三方包，直接對字節碼進行操作。

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