определение отражения
1. Механизм отражения JAVA находится в стадии разработкиБег
Для любого класса вы можете знать все свойства и методы этого класса;
Для любого объекта может быть вызван любой его метод и свойство;
Информация, полученная динамически, и функция динамического вызова метода объекта называется механизмом отражения языка java.
Возможности, обеспечиваемые отражением:
- Определить класс, к которому принадлежит любой объект во время выполнения
- Создание объекта любого класса во время выполнения
- Определять переменные-члены и методы любого класса во время выполнения
- Вызов метода для любого объекта во время выполнения
(Если атрибут является закрытым, внешнему миру не разрешается управлять значением атрибута при нормальных обстоятельствах. Здесь вы можете использовать метод setAccessible(true) класса Field, чтобы временно открыть разрешение на операцию)
Сценарии использования отражения
- Java знает конкретную информацию о классах и объектах при написании кода.В настоящее время вы можете напрямую работать с классами и объектами без размышлений.
- Если вы не знаете конкретную информацию о классе или объекте при кодировании, вы должны использовать отражение для достижения этой цели.
Анализ исходного кода отражения
Пример API:
Class.forName("com.my.reflectTest").newInstance()
1. Получить экземпляр класса путем отражения Class.forName("xxx");
Сначала вызовите статический метод java.lang.Class, чтобы получить информацию о классе!
Примечание. Отражение forName() получает информацию о классе и оставляет реализацию не для java, а для загрузки jvm!
Главное сначала получить ClassLoader, потом вызвать нативный метод для получения информации, а для загрузки класса вызвать обратно входной параметр ClassLoader и войти в загрузку класса!
@CallerSensitive
public static Class<?> forName(String className)
throws ClassNotFoundException {
// 先通过反射，获取调用进来的类信息，从而获取当前的 classLoader
Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();
// 调用native方法进行获取class信息
return forName0(className, true, ClassLoader.getClassLoader(caller), caller);
}
2. java.lang.ClassLoader-----loadClass()
// java.lang.ClassLoader
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
// 先获取锁
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
// First, check if the class has already been loaded
// 如果已经加载了的话，就不用再加载了
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
long t0 = System.nanoTime();
try {
// 双亲委托加载
if (parent != null) {
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// ClassNotFoundException thrown if class not found
// from the non-null parent class loader
}
// 父类没有加载到时，再自己加载
if (c == null) {
// If still not found, then invoke findClass in order
// to find the class.
long t1 = System.nanoTime();
c = findClass(name);
// this is the defining class loader; record the stats
sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
}
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}
}
protected Object getClassLoadingLock(String className) {
Object lock = this;
if (parallelLockMap != null) {
// 使用 ConcurrentHashMap来保存锁
Object newLock = new Object();
lock = parallelLockMap.putIfAbsent(className, newLock);
if (lock == null) {
lock = newLock;
}
}
return lock;
}
protected final Class<?> findLoadedClass(String name) {
if (!checkName(name))
return null;
return findLoadedClass0(name);
}
3. newInstance()
newInstance() 其实相当于调用类的无参构造函数,主要做了三件事
-
Обнаружение разрешения, если оно не проходит, выдать исключение напрямую;
-
Найдите конструктор без аргументов и кэшируйте его;
-
Вызвать конструктор без параметров конкретного метода, сгенерировать экземпляр и вернуть его;
// 首先肯定是 Class.newInstance
@CallerSensitive
public T newInstance()
throws InstantiationException, IllegalAccessException
{
if (System.getSecurityManager() != null) {
checkMemberAccess(Member.PUBLIC, Reflection.getCallerClass(), false);
}
// NOTE: the following code may not be strictly correct under
// the current Java memory model.
// Constructor lookup
// newInstance() 其实相当于调用类的无参构造函数，所以，首先要找到其无参构造器
if (cachedConstructor == null) {
if (this == Class.class) {
// 不允许调用 Class 的 newInstance() 方法
throw new IllegalAccessException(
"Can not call newInstance() on the Class for java.lang.Class"
);
}
try {
// 获取无参构造器
Class<?>[] empty = {};
final Constructor<T> c = getConstructor0(empty, Member.DECLARED);
// Disable accessibility checks on the constructor
// since we have to do the security check here anyway
// (the stack depth is wrong for the Constructor's
// security check to work)
java.security.AccessController.doPrivileged(
new java.security.PrivilegedAction<Void>() {
public Void run() {
c.setAccessible(true);
return null;
}
});
cachedConstructor = c;
} catch (NoSuchMethodException e) {
throw (InstantiationException)
new InstantiationException(getName()).initCause(e);
}
}
Constructor<T> tmpConstructor = cachedConstructor;
// Security check (same as in java.lang.reflect.Constructor)
int modifiers = tmpConstructor.getModifiers();
if (!Reflection.quickCheckMemberAccess(this, modifiers)) {
Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();
if (newInstanceCallerCache != caller) {
Reflection.ensureMemberAccess(caller, this, null, modifiers);
newInstanceCallerCache = caller;
}
}
// Run constructor
try {
// 调用无参构造器
return tmpConstructor.newInstance((Object[])null);
} catch (InvocationTargetException e) {
Unsafe.getUnsafe().throwException(e.getTargetException());
// Not reached
return null;
}
}
4. getConstructor0() — получение соответствующего конструктора, он разделен на три шага:
1. Сначала получите все конструкторы, а затем сравните типы параметров; 2. Найдя совпадение, скопировать конструктор через ReflectionFactory и вернуть его; 3. В противном случае сбросить исключение NoSuchMethodException;
private Constructor<T> getConstructor0(Class<?>[] parameterTypes,
int which) throws NoSuchMethodException
{
// 获取所有构造器
Constructor<T>[] constructors = privateGetDeclaredConstructors((which == Member.PUBLIC));
for (Constructor<T> constructor : constructors) {
if (arrayContentsEq(parameterTypes,
constructor.getParameterTypes())) {
return getReflectionFactory().copyConstructor(constructor);
}
}
throw new NoSuchMethodException(getName() + ".<init>" + argumentTypesToString(parameterTypes));
}
5. privateGetDeclaredConstructors(), получить все основные шаги конструктора;
1. Сначала попробуйте получить его из кеша; 2. Если кеша нет, перевыгружаем его из jvm и сохраняем в кеше.Кэш сохраняется с мягкими ссылками, чтобы убедиться, что память доступна;
// 获取当前类所有的构造方法，通过jvm或者缓存
// Returns an array of "root" constructors. These Constructor
// objects must NOT be propagated to the outside world, but must
// instead be copied via ReflectionFactory.copyConstructor.
private Constructor<T>[] privateGetDeclaredConstructors(boolean publicOnly) {
checkInitted();
Constructor<T>[] res;
// 调用 reflectionData(), 获取保存的信息，使用软引用保存，从而使内存不够可以回收
ReflectionData<T> rd = reflectionData();
if (rd != null) {
res = publicOnly ? rd.publicConstructors : rd.declaredConstructors;
// 存在缓存，则直接返回
if (res != null) return res;
}
// No cached value available; request value from VM
if (isInterface()) {
@SuppressWarnings("unchecked")
Constructor<T>[] temporaryRes = (Constructor<T>[]) new Constructor<?>[0];
res = temporaryRes;
} else {
// 使用native方法从jvm获取构造器
res = getDeclaredConstructors0(publicOnly);
}
if (rd != null) {
// 最后，将从jvm中读取的内容，存入缓存
if (publicOnly) {
rd.publicConstructors = res;
} else {
rd.declaredConstructors = res;
}
}
return res;
}
// Lazily create and cache ReflectionData
private ReflectionData<T> reflectionData() {
SoftReference<ReflectionData<T>> reflectionData = this.reflectionData;
int classRedefinedCount = this.classRedefinedCount;
ReflectionData<T> rd;
if (useCaches &&
reflectionData != null &&
(rd = reflectionData.get()) != null &&
rd.redefinedCount == classRedefinedCount) {
return rd;
}
// else no SoftReference or cleared SoftReference or stale ReflectionData
// -> create and replace new instance
return newReflectionData(reflectionData, classRedefinedCount);
}
// 新创建缓存，保存反射信息
private ReflectionData<T> newReflectionData(SoftReference<ReflectionData<T>> oldReflectionData,
int classRedefinedCount) {
if (!useCaches) return null;
// 使用cas保证更新的线程安全性，所以反射是保证线程安全的
while (true) {
ReflectionData<T> rd = new ReflectionData<>(classRedefinedCount);
// try to CAS it...
if (Atomic.casReflectionData(this, oldReflectionData, new SoftReference<>(rd))) {
return rd;
}
// 先使用CAS更新，如果更新成功，则立即返回，否则测查当前已被其他线程更新的情况，如果和自己想要更新的状态一致，则也算是成功了
oldReflectionData = this.reflectionData;
classRedefinedCount = this.classRedefinedCount;
if (oldReflectionData != null &&
(rd = oldReflectionData.get()) != null &&
rd.redefinedCount == classRedefinedCount) {
return rd;
}
}
}
Кроме того, для сохранения кеша используйте ratioData(); структура данных ReflectionData выглядит следующим образом!
// reflection data that might get invalidated when JVM TI RedefineClasses() is called
private static class ReflectionData<T> {
volatile Field[] declaredFields;
volatile Field[] publicFields;
volatile Method[] declaredMethods;
volatile Method[] publicMethods;
volatile Constructor<T>[] declaredConstructors;
volatile Constructor<T>[] publicConstructors;
// Intermediate results for getFields and getMethods
volatile Field[] declaredPublicFields;
volatile Method[] declaredPublicMethods;
volatile Class<?>[] interfaces;
// Value of classRedefinedCount when we created this ReflectionData instance
final int redefinedCount;
ReflectionData(int redefinedCount) {
this.redefinedCount = redefinedCount;
}
}
6. Через указанное выше получить Конструктор! Затем просто вызовите newInstance() соответствующего конструктора, который возвращает экземпляр!
// return tmpConstructor.newInstance((Object[])null);
// java.lang.reflect.Constructor
@CallerSensitive
public T newInstance(Object ... initargs)
throws InstantiationException, IllegalAccessException,
IllegalArgumentException, InvocationTargetException
{
if (!override) {
if (!Reflection.quickCheckMemberAccess(clazz, modifiers)) {
Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();
checkAccess(caller, clazz, null, modifiers);
}
}
if ((clazz.getModifiers() & Modifier.ENUM) != 0)
throw new IllegalArgumentException("Cannot reflectively create enum objects");
ConstructorAccessor ca = constructorAccessor; // read volatile
if (ca == null) {
ca = acquireConstructorAccessor();
}
@SuppressWarnings("unchecked")
T inst = (T) ca.newInstance(initargs);
return inst;
}
// sun.reflect.DelegatingConstructorAccessorImpl
public Object newInstance(Object[] args)
throws InstantiationException,
IllegalArgumentException,
InvocationTargetException
{
return delegate.newInstance(args);
}
// sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl
public Object newInstance(Object[] args)
throws InstantiationException,
IllegalArgumentException,
InvocationTargetException
{
// We can't inflate a constructor belonging to a vm-anonymous class
// because that kind of class can't be referred to by name, hence can't
// be found from the generated bytecode.
if (++numInvocations > ReflectionFactory.inflationThreshold()
&& !ReflectUtil.isVMAnonymousClass(c.getDeclaringClass())) {
ConstructorAccessorImpl acc = (ConstructorAccessorImpl)
new MethodAccessorGenerator().
generateConstructor(c.getDeclaringClass(),
c.getParameterTypes(),
c.getExceptionTypes(),
c.getModifiers());
parent.setDelegate(acc);
}
// 调用native方法，进行调用 constructor
return newInstance0(c, args);
}
После возврата экземпляра конструктора можно выполнить преобразование типа в соответствии с внешним, чтобы использовать интерфейс или метод для вызова функции экземпляра.
Суммировать
Добро пожаловать в официальную учетную запись: светлое будущее, получите сводку вопросов для собеседования по Java от производителей первой линии + руководство по обучению и мышлению для каждой точки знаний + сводку основных точек знаний по Java в 300-страничном документе в формате pdf!
Содержание этих материалов — это те знания, которые интервьюер должен задать во время интервью.Глава включает в себя множество точек знаний, в том числе базовые знания, коллекции Java, JVM, многопоточный параллелизм, принципы Spring, микросервисы, Netty и RPC, Kafka, журналы, шаблоны проектирования, алгоритмы Java, базы данных, Zookeeper, распределенные кэши, структуры данных и многое другое.