Java中使用MethodHandle的API反射

简介

Java的反射API从1.0就开始提供，虽然反射的性能在逐步提高，而且对现在大部分应用来说，反射的开销都不太会影响性能。但是如果反射使用特别频繁或需要更进一步提高性能，可以使用从Java1.7开始提供的MethodHandle相关的API。

Method Handle

method handle 的API有以下几个主要对象：

• Lookup 用于实例化各类method handle对象，是使用method handle的入口对象

• MethodType 用于表示反射方法的参数对象

• MethodHandle用于实际操作被反射的字段、方法等

下面使用一个简单的Person类来作为例子：

public class Person {

    public String job;

    private String name;
    private String location;


    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getLocation() {
        return location;
    }

    public void setLocation(String location) {
        this.location = location;
    }

    public void print(){
        System.out.println("Person job is " + job);
    }
}

获得Class对象

获得class对象，之前常用的有Class.forName()，getClass()，这些方法也可以用。methodHandle也提供了一个新方法：

MethodHandles.lookup().findClass(Person.class.getName());

读写对象实例的字段

从上面可以看到Person的Job字段是public的，使用methodHandle反射读写示例如下：

MethodHandle jobSetter = lookup.findSetter(personClass, "job", String.class);
jobSetter.invoke(p, "fun job");
System.out.println("set job...");
System.out.println("p.job=" + p.job);

MethodHandle jobReader = lookup.findGetter(personClass, "job", String.class);
Object readResult = jobReader.invoke(p);
System.out.println("jobReader="+readResult);

可以看到methodHandle的使用相对来说会比较麻烦，对实例的字段的读写被分为getter和setter，都是MethodHandle对象，不是很好区分，并且只能读写public的字段。

实践中，绝大多数Java对象的字段都是private的，上面这段示例实践中并不太实用。

下面是读写private字段的办法，在Java9之前会显得比较繁琐：

System.out.println("p.getName=" + p.getName());
Field nameField8 = Person.class.getDeclaredField("name");
nameField8.setAccessible(true);


MethodHandle privateNameSetter = lookup.unreflectSetter(nameField8);
privateNameSetter.invoke(p, "MyName");
System.out.println("p.getName=" + p.getName());

MethodHandle privateNameGetter = lookup.unreflectGetter(nameField8);
Object readName = privateNameGetter.invoke(p);
System.out.println("readPrivateName="+readName);

可以看到，需要用methodHandle读写private字段，需要先用reflection api先获取到field，setAccessible为true之后才能读写。

Java9之后有对应的methodHandle方法可以用：

System.out.println("p.getLocation=" + p.getLocation());
MethodHandles.Lookup privateLookup = MethodHandles.privateLookupIn(Person.class, lookup);

MethodHandle locationSetter = privateLookup.findSetter(Person.class, "location", String.class);
locationSetter.invoke(p, "MyLocation");

MethodHandle locationGetter = privateLookup.findGetter(Person.class, "location", String.class);
Object locationGetterResult = locationGetter.invoke(p);
System.out.println("locationGetterResult=" + locationGetterResult);

调用对象的方法

调用对象方法也是类似的：

MethodType printMethodType = MethodType.methodType(void.class);
MethodHandle print = lookup.findVirtual(Person.class, "print", printMethodType);
print.invoke(p);

MethodType构建的第一个参数是返回值class，第二个和之后的就是入参的class。

总结

可以看到MethodHandle的API相对来说比较难用，但是因为不会每次调用都进行安全检查，所以性能相对较高。

参考资料

[1]示例工程：java-api-demos/reflection at master · fengdongyi/java-api-demos (github.com)