java反射

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；

获取field过程：

1：校验成员变量是否允许被访问：
        允许被访问，跳转到步骤2
        否则，抛出SecurityException异常；
2：调用searchFields方法获取属性名为name的field；
3：如果步骤2的field为null，抛出NoSuchFieldException异常，首先先找缓存，如果缓存没有就调用jvm本地方法生成一份。在找到指定的Field之后，会copy一份返回。保证每次返回的对象是不同的。
用一个ReflectionData的soft引用当缓存。ReflectionData主要是缓存了Field、Method和Constructor等相关数据。最开始缓存为空，就调用jvm本地方法获取，然后将查到的信息缓存到ReflectionData里面。维护着ReflectionData的soft引用，所以fullgc（有jvm参数可以让soft引用提前回收）的时候会被回收。下次用的时候再次生成。如果缓存没有被清理，就从缓存取出这一份，然后copy。缓存被清了，就重新生成一份缓存。

获取Method与field过程基本一致。

Method的调用的过程：

1：校验该方法是否允许被访问，允许被访问则跳转到步骤2，否则，抛出IllegalAccessException异常；
2：获取当前method的MethodAccessor对象ma，如ma为null，则调用acquireMethodAccessor方法获取；
3:调用MethodAccessor对象的invoke方法来实现调用，整个invoke方法的核心也在这里。

从同一份缓存copy出来的每个Method对象的root属性都指向同一个Method root。不同缓存不同。
Method的MethodAccessor赋值：首先看root对象是否拥有，没有就新创一个赋值给root，然后用这个MethodAccessor。即所有同一份缓存copy出来的Method对象共用一个MethodAccessor。

Method.invoke()实际上并不是自己实现的反射调用逻辑，而是委托给sun.reflect.MethodAccessor来处理。Method.invoke委派给了MethodAccessor处理，MethodAccessor是 DelegatingMethodAccessorImpl。DelegatingMethodAccessorImpl 再一次委派给了NativeMethodAccessorImpl。默认情况下，会调用本地方法 invoke0 ，直接在 JVM 中执行方法调用逻辑，但这里会切换到本地方法调用，存在开销；当 method 实例 A 调用次数超过阈值（默认15，可以指定 VM 参数-Dsun.reflect.inflationThreshold=15 调整）的时候，会 new 一个新的 MethodAccessorImpl GeneratedMethodAccessorXX。这个GeneratedMethodAccessorXX 会替换掉 DelegatingMethodAccessorImpl中的委托实例，完成切换。这个切换的过程俗称 inflation。
注意：这里的 XX 表示一个自增的数字，表示允许系统中可以有多个 GeneratedMethodAccessor 同时存在。

JVM的优化：当某个反射调用形成热点（达到足够的调用次数，15次）后，这些类的字节码就会被临时生成，这就是 inflation。inflation 就是通过生成字节码的方式，将某个方法的反射调用偷换成了某个具体实例对其自身方法的调用，本质就是“反射”切换成“非反射” 的过程。大大减少了本地方法调用的频次，进而提升了调用性能。

反射开销：

1：Class.forName 会尝试先去方法区（1.8以后就是 Metaspace） 中寻找有没有对应的类，如果没有则在 classpath 中找到对应的class文件， 通过类加载器将其加载到内存里。注意这个方法涉及本地方法调用，这里本地方法调用的切换、类的搜索以及类的加载都存在开销；
2：newInstance ，开辟内存空间，实例化已经找到的 Class；
3:getDeclaredMethod/getMethod遍历 Class 的方法，以方法签名匹配出所需要的 Method 实例，也是比较重的开销所在；虽然 java.lang.Class 内部维护了一套名为 reflectionData 的数据结构，其本身是 SoftReference 的。Class 会将匹配成功的 method 缓存到这里，以供下次访问命中，这样一来会减轻 method 遍历的开销，但是会增加额外的堆空间消耗（以空间置换时间）；
4：反射执行调用本地方法效率相对较低，优化后，等于重新加载了一个类，有着一定的空间开销。
5：当reflectionData缓存被清了，同一个method名的方法反射需要重新优化，即调用15次后jvm重新定义一个类，重新加载。这样会占用元空间的容量。如果缓存清理频繁（如果设置SoftRefLRUPolicyMSPerMB=0，yanggc就会回收soft对象），就会大量占用元空间。

参考
https://www.zhihu.com/questio...
https://www.jianshu.com/p/2bc...