查看原文
其他

反射技巧让你的性能提升 N 倍

DHL ByteCode 2023-12-27

hi 这是 dhl 的第 71 篇原创文章

个人微信: hi-dhl

Hi 大家好,我是 DHL。公众号:ByteCode ,专注分享有趣硬核原创内容,Kotlin、Jetpack、性能优化、系统源码、算法及数据结构、动画、大厂面经

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。

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。

  • 声明一个普通类,里面有个 public 方法 getName()private 方法 getAddress()

class Person {
   public fun getName(): String {
       return "I am DHL"
  }
   
   private fun getAddress(): String {
       return "BJ"
  }
}
  • 通过反射获取  getName()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 {
      ......
  }
  ......
}

AccessibleObjectFieldMethodConstructor 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 overrideAccessibleObject 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,之前的缓存结果就会被覆盖掉。

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。

全文到这里就结束了,感谢你的阅读,坚持原创不易,欢迎 在看点赞分享 给身边的小伙伴,我会持续分享原创干货!!!


推荐阅读

内存如何记录方法调用和返回过程

90%人不懂的泛型局限性,泛型擦除,星投影
90%的人都不知道的知识点,Kotlin 和 Java 的协变和逆变


公众号:ByteCode ,分享有用、有趣的硬核原创内容,Kotlin、Jetpack、性能优化、系统源码、算法及数据结构、动画、大厂面经。

往期视频

👇🏻 真诚推荐你关注我👇🏻

因微信公众号更改了推送机制

可能无法及时看到最新文章

 将公众号设为 星标 

或常为文章点 在看

即可及时收到最新文章


欢迎前往 博客 查看更多 Kotlin、Jetpack 、动画算法图解、系统源码分析等等文章。以及开源项目、LeetCode / 剑指 offer / 国内外大厂面试题 / 多线程 题解。

https://www.hi-dhl.com

继续滑动看下一个

您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题?点此查看未经处理的缓存