Java的反射是怎么影響性能的

本篇內(nèi)容介紹了“Java的反射是怎么影響性能的”的有關(guān)知識(shí)，在實(shí)際案例的操作過(guò)程中，不少人都會(huì)遇到這樣的困境，接下來(lái)就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細(xì)閱讀，能夠?qū)W有所成！

反射具體是怎么影響性能的？這引起了我的反思。是啊，在闡述某個(gè)觀(guān)點(diǎn)時(shí)確實(shí)有必要說(shuō)明原因，并且證明這個(gè)觀(guān)點(diǎn)是對(duì)的，雖然反射影響性能人盡皆知，我曾經(jīng)也真的研究過(guò)反射是否存在性能問(wèn)題，但并沒(méi)有在寫(xiě)文章的時(shí)候詳細(xì)說(shuō)明。這讓我想到網(wǎng)上很多信息只會(huì)告訴你結(jié)論，并不會(huì)說(shuō)明原因，導(dǎo)致很多學(xué)到的東西都是死記硬背，而不是真正掌握，別人一問(wèn)或者自己親身遇到同樣的問(wèn)題時(shí)，傻眼了。

反射真的存在性能問(wèn)題嗎？

還是使用上篇文章的demo，為了放大問(wèn)題，找到共性，采用逐漸擴(kuò)大測(cè)試次數(shù)、每次測(cè)試多次取平均值的方式，針對(duì)同一個(gè)方法分別就直接調(diào)用該方法、反射調(diào)用該方法、直接調(diào)用該方法對(duì)應(yīng)的實(shí)例、反射調(diào)用該方法對(duì)應(yīng)的實(shí)例分別從1-1000000，每隔一個(gè)數(shù)量級(jí)測(cè)試一次：

測(cè)試代碼如下（Person、ICompany、ProgramMonkey這三個(gè)類(lèi)已在之前的文章中貼出）：

public class ReflectionPerformanceActivity extends Activity{      private TextView mExecuteResultTxtView = null;      private EditText mExecuteCountEditTxt = null;      private Executor mPerformanceExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();      private static final int AVERAGE_COUNT = 10;      @Override      protected void onCreate(Bundle savedInstanceState){          super.onCreate(savedInstanceState);          setContentView(R.layout.activity_reflection_performance_layout);          mExecuteResultTxtView = (TextView)findViewById(R.id.executeResultTxtId);          mExecuteCountEditTxt = (EditText)findViewById(R.id.executeCountEditTxtId);      }      public void onClick(View v){          switch(v.getId()){              case R.id.executeBtnId:{                  execute();              }              break;              default:{             }              break;          }      }      private void execute(){          mExecuteResultTxtView.setText("");          mPerformanceExecutor.execute(new Runnable(){              @Override              public void run(){                  long costTime = 0;                  int executeCount = Integer.parseInt(mExecuteCountEditTxt.getText().toString());                  long reflectMethodCostTime=0,normalMethodCostTime=0,reflectFieldCostTime=0,normalFieldCostTime=0;                  updateResultTextView(executeCount + "毫秒耗時(shí)情況測(cè)試");                  for(int index = 0; index < AVERAGE_COUNT; index++){                      updateResultTextView("第 " + (index+1) + " 次");                      costTime = getNormalCallCostTime(executeCount);                      reflectMethodCostTime += costTime;                      updateResultTextView("執(zhí)行直接調(diào)用方法耗時(shí)：" + costTime + " 毫秒");                      costTime = getReflectCallMethodCostTime(executeCount);                      normalMethodCostTime += costTime;                      updateResultTextView("執(zhí)行反射調(diào)用方法耗時(shí)：" + costTime + " 毫秒");                      costTime = getNormalFieldCostTime(executeCount);                      reflectFieldCostTime += costTime;                      updateResultTextView("執(zhí)行普通調(diào)用實(shí)例耗時(shí)：" + costTime + " 毫秒");                      costTime = getReflectCallFieldCostTime(executeCount);                      normalFieldCostTime += costTime;                      updateResultTextView("執(zhí)行反射調(diào)用實(shí)例耗時(shí)：" + costTime + " 毫秒");                  }                  updateResultTextView("執(zhí)行直接調(diào)用方法平均耗時(shí)：" + reflectMethodCostTime/AVERAGE_COUNT + " 毫秒");                  updateResultTextView("執(zhí)行反射調(diào)用方法平均耗時(shí)：" + normalMethodCostTime/AVERAGE_COUNT + " 毫秒");                  updateResultTextView("執(zhí)行普通調(diào)用實(shí)例平均耗時(shí)：" + reflectFieldCostTime/AVERAGE_COUNT + " 毫秒");                  updateResultTextView("執(zhí)行反射調(diào)用實(shí)例平均耗時(shí)：" + normalFieldCostTime/AVERAGE_COUNT + " 毫秒");              }          });      }      private long getReflectCallMethodCostTime(int count){          long startTime = System.currentTimeMillis();          for(int index = 0 ; index < count; index++){              ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12);              try{                  Method setmLanguageMethod = programMonkey.getClass().getMethod("setmLanguage", String.class);                  setmLanguageMethod.setAccessible(true);                  setmLanguageMethod.invoke(programMonkey, "Java");              }catch(IllegalAccessException e){                  e.printStackTrace();              }catch(InvocationTargetException e){                  e.printStackTrace();              }catch(NoSuchMethodException e){                  e.printStackTrace();              }          }          return System.currentTimeMillis()-startTime;      }      private long getReflectCallFieldCostTime(int count){          long startTime = System.currentTimeMillis();          for(int index = 0 ; index < count; index++){              ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12);              try{                  Field ageField = programMonkey.getClass().getDeclaredField("mLanguage");                  ageField.set(programMonkey, "Java");              }catch(NoSuchFieldException e){                  e.printStackTrace();              }catch(IllegalAccessException e){                  e.printStackTrace();              }          }          return System.currentTimeMillis()-startTime;      }      private long getNormalCallCostTime(int count){          long startTime = System.currentTimeMillis();          for(int index = 0 ; index < count; index++){              ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12);              programMonkey.setmLanguage("Java");          }          return System.currentTimeMillis()-startTime;      }      private long getNormalFieldCostTime(int count){          long startTime = System.currentTimeMillis();          for(int index = 0 ; index < count; index++){              ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12);              programMonkey.mLanguage = "Java";          }          return System.currentTimeMillis()-startTime;      }      private void updateResultTextView(final String content){          ReflectionPerformanceActivity.this.runOnUiThread(new Runnable(){              @Override              public void run(){                  mExecuteResultTxtView.append(content);                  mExecuteResultTxtView.append("\n");              }          });      }  }

測(cè)試結(jié)果如下：

反射性能測(cè)試結(jié)果

測(cè)試結(jié)論：

•  反射的確會(huì)導(dǎo)致性能問(wèn)題；

•  反射導(dǎo)致的性能問(wèn)題是否嚴(yán)重跟使用的次數(shù)有關(guān)系，如果控制在100次以?xún)?nèi)，基本上沒(méi)什么差別，如果調(diào)用次數(shù)超過(guò)了100次，性能差異會(huì)很明顯；

•  四種訪(fǎng)問(wèn)方式，直接訪(fǎng)問(wèn)實(shí)例的方式效率最高；其次是直接調(diào)用方法的方式，耗時(shí)約為直接調(diào)用實(shí)例的1.4倍；接著是通過(guò)反射訪(fǎng)問(wèn)實(shí)例的方式，耗時(shí)約為直接訪(fǎng)問(wèn)實(shí)例的3.75倍；最慢的是通過(guò)反射訪(fǎng)問(wèn)方法的方式，耗時(shí)約為直接訪(fǎng)問(wèn)實(shí)例的6.2倍；

反射到底慢在哪？

跟蹤源碼可以發(fā)現(xiàn)，四個(gè)方法中都存在實(shí)例化ProgramMonkey的代碼，所以可以排除是這句話(huà)導(dǎo)致的不同調(diào)用方式產(chǎn)生的性能差異；通過(guò)反射調(diào)用方法中調(diào)用了setAccessible方法，但該方法純粹只是設(shè)置屬性值，不會(huì)產(chǎn)生明顯的性能差異；所以最有可能產(chǎn)生性能差異的只有g(shù)etMethod和getDeclaredField、invoke和set方法了，下面分別就這兩組方法進(jìn)行測(cè)試，找到具體慢在哪？

首先測(cè)試invoke和set方法，修改getReflectCallMethodCostTime和getReflectCallFieldCostTime方法的代碼如下：

private long getReflectCallMethodCostTime(int count){        long startTime = System.currentTimeMillis();        ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12);        Method setmLanguageMethod = null;        try{            setmLanguageMethod = programMonkey.getClass().getMethod("setmLanguage", String.class);            setmLanguageMethod.setAccessible(true);        }catch(NoSuchMethodException e){            e.printStackTrace();        }        for(int index = 0 ; index < count; index++){            try{                setmLanguageMethod.invoke(programMonkey, "Java");            }catch(IllegalAccessException e){                e.printStackTrace();            }catch(InvocationTargetException e){                e.printStackTrace();            }        }        return System.currentTimeMillis()-startTime;    }    private long getReflectCallFieldCostTime(int count){        long startTime = System.currentTimeMillis();        ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12);        Field ageField = null;        try{            ageField = programMonkey.getClass().getDeclaredField("mLanguage");        }catch(NoSuchFieldException e){            e.printStackTrace();        }        for(int index = 0 ; index < count; index++){            try{                ageField.set(programMonkey, "Java");            }catch(IllegalAccessException e){                e.printStackTrace();            }        }        return System.currentTimeMillis()-startTime;    }

沿用上面的測(cè)試方法，測(cè)試結(jié)果如下：

invoke和set

修改getReflectCallMethodCostTime和getReflectCallFieldCostTime方法的代碼如下，對(duì)getMethod和getDeclaredField進(jìn)行測(cè)試：

private long getReflectCallMethodCostTime(int count){      long startTime = System.currentTimeMillis();      ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12);      for(int index = 0 ; index < count; index++){          try{              Method setmLanguageMethod = programMonkey.getClass().getMethod("setmLanguage", String.class);          }catch(NoSuchMethodException e){              e.printStackTrace();          }      }      return System.currentTimeMillis()-startTime;  }  private long getReflectCallFieldCostTime(int count){      long startTime = System.currentTimeMillis();      ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12);      for(int index = 0 ; index < count; index++){          try{              Field ageField = programMonkey.getClass().getDeclaredField("mLanguage");          }catch(NoSuchFieldException e){              e.printStackTrace();          }     }      return System.currentTimeMillis()-startTime; }

沿用上面的測(cè)試方法，測(cè)試結(jié)果如下：

getMethod和getDeclaredField

測(cè)試結(jié)論：

•  getMethod和getDeclaredField方法會(huì)比invoke和set方法耗時(shí)；

•  隨著測(cè)試數(shù)量級(jí)越大，性能差異的比例越趨于穩(wěn)定；

由于測(cè)試的這四個(gè)方法最終調(diào)用的都是native方法，無(wú)法進(jìn)一步跟蹤。個(gè)人猜測(cè)應(yīng)該是和在程序運(yùn)行時(shí)操作class有關(guān)，比如需要判斷是否安全？是否允許這樣操作？入?yún)⑹欠裾_？是否能夠在虛擬機(jī)中找到需要反射的類(lèi)？主要是這一系列判斷條件導(dǎo)致了反射耗時(shí)；也有可能是因?yàn)檎{(diào)用natvie方法，需要使用JNI接口，導(dǎo)致了性能問(wèn)題（參照Log.java、System.out.println，都是調(diào)用native方法，重復(fù)調(diào)用多次耗時(shí)很明顯）。

如果避免反射導(dǎo)致的性能問(wèn)題？

通過(guò)上面的測(cè)試可以看出，過(guò)多地使用反射，的確會(huì)存在性能問(wèn)題，但如果使用得當(dāng)，所謂反射導(dǎo)致性能問(wèn)題也就不是問(wèn)題了，關(guān)于反射對(duì)性能的影響，參照下面的使用原則，并不會(huì)有什么明顯的問(wèn)題：

•  不要過(guò)于頻繁地使用反射，大量地使用反射會(huì)帶來(lái)性能問(wèn)題；

•  通過(guò)反射直接訪(fǎng)問(wèn)實(shí)例會(huì)比訪(fǎng)問(wèn)方法快很多，所以應(yīng)該優(yōu)先采用訪(fǎng)問(wèn)實(shí)例的方式。

后記

上面的測(cè)試并不全面，但在一定程度上能夠反映出反射的確會(huì)導(dǎo)致性能問(wèn)題，也能夠大概知道是哪個(gè)地方導(dǎo)致的問(wèn)題。如果后面有必要進(jìn)一步測(cè)試，我會(huì)從下面幾個(gè)方面作進(jìn)一步測(cè)試：

•  測(cè)試頻繁調(diào)用native方法是否會(huì)有明顯的性能問(wèn)題；

•  測(cè)試同一個(gè)方法內(nèi)，過(guò)多的條件判斷是否會(huì)有明顯的性能問(wèn)題；

•  測(cè)試類(lèi)的復(fù)雜程度是否會(huì)對(duì)反射的性能有明顯影響 

“Java的反射是怎么影響性能的”的內(nèi)容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識(shí)可以關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實(shí)用文章！