在 Java 中使用方法和变量句柄进行运行时对象访问和操作

反射和方法/var 句柄是 Java 中的两个强大功能，允许开发人员在运行时访问和操作对象。然而，它们访问和处理对象的方式有所不同。

让我们看一个如何使用反射来访问类中方法的示例。我们将从一个名为“MyClass”的简单类开始，它有一个私有字符串变量和该变量的 getter 方法。为了创建这个对象，我们可以使用普通的实例化：

MyClass objectInstance = new MyClass("John Doe");

要使用反射访问方法，我们需要首先使用 getClass() 方法获取对象实例的类。然后，我们可以使用 getDeclaredMethod() 方法来查找我们想要访问的方法，在本例中为“getName”。最后，我们需要使用 invoke() 方法调用该方法并传入我们的对象实例。这是此过程的代码：

Class<?> clazz = objectInstance.getClass();
Method method = clazz.getDeclaredMethod("getName");
String value = (String) method.invoke(objectInstance);
System.out.println(value); // prints "John Doe"

另一方面，MethodHandles 类中的方法句柄提供了一种更安全、更优化​​的方法访问方法。这是因为它们是专门为此目的而设计的，并且针对 JVM 优化进行了增强。

使用方法句柄访问方法类似于使用反射。我们首先获取对象实例的类。然后，我们使用 MethodHandles 上的 findVirtual() 方法来查找我们想要访问的方法。接下来，我们使用 invoke() 方法调用该方法并传入我们的对象实例。这是此过程的代码：

Class<?> clazz = objectInstance.getClass();
MethodHandle handle = MethodHandles.lookup().findVirtual(clazz, "getName", methodType(String.class));
String value = (String) handle.invoke(objectInstance);
System.out.println(value);  // Prints “John Doe”

但是，方法句柄的功能是有限的。它们无法处理诸如实例化类之类的任务，而这可以通过反射来实现。

为了展示方法句柄的强大功能，让我们看一下如何使用它们来直接访问类中的私有字段。假设我们的“MyClass”类有一个名为“name”的私有字符串变量。我们可以使用反射来访问它，但使用方法句柄是一种更安全的选择。

要使用反射直接访问私有字段，我们首先需要获取对象实例的类。然后，我们使用 getDeclaredField() 方法来查找我们想要访问的字段，在本例中为“name”。但是，由于该字段是私有的，因此我们需要使用 setAccessible() 方法将其可访问性设置为 true。最后，我们可以使用 get() 方法来检索字段的值。这是此过程的代码：

Class<?> clazz = objectInstance.getClass(); 
Field field = clazz.getDeclaredField("name"); 
field.setAccessible(true); 
String value = (String) field.get(objectInstance);
System.out.println(value); // prints “John Doe”

使用方法句柄，过程类似。我们首先获取对象实例的类，然后使用 MethodHandles 上的 privateLookupIn() 方法来尊重字段的访问修饰符（因为它是私有的）。接下来，我们使用 findVarHandle() 方法来查找我们想要访问的字段。最后，我们可以使用 get() 方法来检索它的值。这是此过程的代码：

Class<?> clazz = objectInstance.getClass(); 
VarHandle handle = MethodHandles.privateLookupIn(clazz, MethodHandles.lookup()).findVarHandle(clazz, "name", String.class);
String value = (String) handle.get(objectInstance);
System.out.println(value); // prints “John Doe”

出于性能原因，建议静态实例化句柄，但这需要知道类的名称。如果您不知道类的名称，则无法使用此方法。

方法句柄的一个限制是它们不提供处理已检查异常的方法。对方法句柄和 var 句柄的各种操作都会抛出已检查的异常，必须在生产代码中捕获和声明这些异常。

总之，方法和变量句柄在 JDK 中提供了一系列集中的功能，用于查找类元数据以及访问正常 Java 限制之外的方法和字段。虽然它们没有涵盖反射的所有功能，但它们为这些任务提供了更安全、更优化​​的替代方案。

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