反射技巧让你的性能提升 N 倍

反射技巧让你的性能提升 N 倍

在之前的文章和视频中我们拆分了不同的场景对比反射的性能。

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在之前的文章中提到了一个提升性能非常重要的点，将 Accessible 设置 true 反射速度会进一步提升，如果单看一个程序，可能这点性能微不足道，但是如果放在一个大的复杂的工程下面，运行在大量的低端机下，一行代码提升的性能，可能比你写 100 行代码提升的性能更加显著。

而今天这篇文章从源码的角度分析一下 isAccessible() 方法的作用，为什么将 Accessible 设置为 true 可以提升性能，在开始分析之前，我们先写一段代码。

class Person { public fun getName(): String { return "I am DHL" } private fun getAddress(): String { return "BJ" } }

通过反射获取 getName() 和 getAddress() 方法，花 3 秒钟思考一下，下面的代码输出的结果

// public 方法 val method1 = Person::class.declaredFunctions.find { it.name == "getName" } println("access = ${method1?.isAccessible}") // private 方法 val method2 = Person::class.declaredFunctions.find { it.name == "getAddress" } println("access = ${method2?.isAccessible}")

无论是调用 public getName() 方法还是调用 private getAddress() 方法，最后输出的结果都为 false，通过这个例子也间接说明了 isAccessible() 方法并不是用来表示访问权限的。

当我们通过反射调用 private 方法时，都需要执行 setAccessible() 方法设置为 true, 否者会抛出下面的异常。

java.lang.IllegalAccessException: can not access a member of class com.hi.dhl.demo.reflect.Person

如果通过反射调用 public 方法，不设置 Accessible 为 true，也可以正常调用，所以有很多小伙伴认为 isAccessible() 方法用来表示访问权限，其实这种理解是错误的。

我们一起来看一下源码是如何解释的，方法 isAccessible() 位于 AccessibleObject 类中。

public class AccessibleObject implements AnnotatedElement { ...... // NOTE: for security purposes, this field must not be visible boolean override; public boolean isAccessible() { return override; } public void setAccessible(boolean flag) throws SecurityException { ...... } ...... }

AccessibleObject 是 Field 、 Method 、 Constructor 的父类，调用 isAccessible() 返回 override 的值，而字段 override 主要判断是否要进行安全检查。

字段 override 在 AccessibleObject 子类当中使用，所以我们一起来看一下它的子类 Method。

public Object invoke(Object obj, Object... args){ // 是否要进行安全检查 if (!override) { // 进行快速验证是否是 Public 方法 if (!Reflection.quickCheckMemberAccess(clazz, modifiers)) { // 返回调用这个方法的 Class Class caller = Reflection.getCallerClass(); // 做权限访问的校验，缓存调用这个方法的 Class，避免下次在做检查 checkAccess(caller, clazz, obj, modifiers); } } ...... return ma.invoke(obj, args); }

字段 override 提供给子类去重写，它的值决定了是否要进行安全检查，如果要进行安全检查，则会执行 quickCheckMemberAccess() 快速验证是否是 Public 方法，避免调用 getCallerClass()。

如果是 Public 方法，避免做安全检查，所以我们在代码中不调用 setAccessible(true) 方法，也不会抛出异常 如果不是 Public 方法则会调用 getCallerClass() 获取调用这个方法的 Class，执行 checkAccess() 方法进行安全检查。

// it is necessary to perform somewhat expensive security checks. // A more complicated security check cache is needed for Method and Field // The cache can be either null (empty cache) volatile Object securityCheckCache; // 缓存调用这个方法的 Class void checkAccess(Class caller, Class clazz, Object obj, int modifiers){ ...... Object cache = securityCheckCache; // read volatile if(cache == 调用这个方法的 Class){ return; // ACCESS IS OK } slowCheckMemberAccess(caller, clazz, obj, modifiers, targetClass); ...... } void slowCheckMemberAccess(Class caller, Class clazz, Object obj, int modifiers,Class targetClass){ Reflection.ensureMemberAccess(caller, clazz, obj, modifiers); Object cache = 调用这个方法的 Class securityCheckCache = cache; // 缓存调用这个方法的 Class }

源码中注释也说明了，如果要进行安全检查那么它的代价是非常昂贵的，所以用变量 securityCheckCache 缓存调用这个方法的 Class。如果下次使用相同的 Class，就不需要在做安全检查，但是这个缓存有个缺陷，如果换一个调用这个方法的 Class，需要再次做安全检查，并且会覆盖之前的缓存结果。

如果要在运行时修改属性或者调用某个方法时，都要进行安全检查，而安全检查是非常消耗资源的，所以 JDK 提供了一个 setAccessible() 方法，可以绕过安全检查，让开发者自己来决定是否要避开安全检查。

因为反射本身是非常慢的，如果能够避免安全检查，可以进一步提升性能，在之前的文章 揭秘反射真的很耗时吗，射 10 万次耗时多久，针对不同场景，分别测试了反射前后以及关闭安全检查的耗时。

从测试结果可以看出来，执行 setAccessible() 方法，设置为 true 关掉安全检查之后，反射速度得到了进一步的提升，更接近于正常调用。

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