CTO@全体成员，未经允许和评审不让用反射，Java反射到底慢在哪？
反射具体是怎么影响性能的？这引起了我的反思。是啊，在阐述某个观点时确实有必要说明原因，并且证明这个观点是对的，虽然反射影响性能人尽皆知，我曾经也真的研究过反射是否存在性能问题，但并没有在写文章的时候详细说明。这让我想到网上很多信息只会告诉你结论，并不会说明原因，导致很多学到的东西都是死记硬背，而不是真正掌握，别人一问或者自己亲身遇到同样的问题时，傻眼了。 反射真的存在性能问题吗？ 还是使用上篇文章的demo，为了放大问题，找到共性，采用逐渐扩大测试次数、每次测试多次取平均值的方式，针对同一个方法分别就直接调用该方法、反射调用该方法、直接调用该方法对应的实例、反射调用该方法对应的实例分别从1-1000000，每隔一个数量级测试一次： 测试代码如下（Person、ICompany、ProgramMonkey这三个类已在之前的文章中贴出）： publicclassReflectionPerformanceActivityextendsActivity{ privateTextViewmExecuteResultTxtView=null; privateEditTextmExecuteCountEditTxt=null; privateExecutormPerformanceExecutor=Executors.newSingleThreadExecutor(); privatestaticfinalintAVERAGE_COUNT=10; @Override protectedvoidonCreate(BundlesavedInstanceState){ super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_reflection_performance_layout); mExecuteResultTxtView=(TextView)findViewById(R.id.executeResultTxtId); mExecuteCountEditTxt=(EditText)findViewById(R.id.executeCountEditTxtId); } publicvoidonClick(Viewv){ switch(v.getId()){ caseR.id.executeBtnId:{ execute(); } break; default:{ } break; } } privatevoidexecute(){ mExecuteResultTxtView.setText(""); mPerformanceExecutor.execute(newRunnable(){ @Override publicvoidrun(){ longcostTime=0; intexecuteCount=Integer.parseInt(mExecuteCountEditTxt.getText().toString()); longreflectMethodCostTime=0,normalMethodCostTime=0,reflectFieldCostTime=0,normalFieldCostTime=0; updateResultTextView(executeCount+"毫秒耗时情况测试"); for(intindex=0;index<AVERAGE_COUNT;index++){ updateResultTextView("第"+(index+1)+"次"); costTime=getNormalCallCostTime(executeCount); reflectMethodCostTime+=costTime; updateResultTextView("执行直接调用方法耗时："+costTime+"毫秒"); costTime=getReflectCallMethodCostTime(executeCount); normalMethodCostTime+=costTime; updateResultTextView("执行反射调用方法耗时："+costTime+"毫秒"); costTime=getNormalFieldCostTime(executeCount); reflectFieldCostTime+=costTime; updateResultTextView("执行普通调用实例耗时："+costTime+"毫秒"); costTime=getReflectCallFieldCostTime(executeCount); normalFieldCostTime+=costTime; updateResultTextView("执行反射调用实例耗时："+costTime+"毫秒"); } updateResultTextView("执行直接调用方法平均耗时："+reflectMethodCostTime/AVERAGE_COUNT+"毫秒"); updateResultTextView("执行反射调用方法平均耗时："+normalMethodCostTime/AVERAGE_COUNT+"毫秒"); updateResultTextView("执行普通调用实例平均耗时："+reflectFieldCostTime/AVERAGE_COUNT+"毫秒"); updateResultTextView("执行反射调用实例平均耗时："+normalFieldCostTime/AVERAGE_COUNT+"毫秒"); } }); } privatelonggetReflectCallMethodCostTime(intcount){ longstartTime=System.currentTimeMillis(); for(intindex=0;index<count;index++){ ProgramMonkeyprogramMonkey=newProgramMonkey("小明","男",12); try{ MethodsetmLanguageMethod=programMonkey.getClass().getMethod("setmLanguage",String.class); setmLanguageMethod.setAccessible(true); setmLanguageMethod.invoke(programMonkey,"Java"); }catch(IllegalAccessExceptione){ e.printStackTrace(); }catch(InvocationTargetExceptione){ e.printStackTrace(); }catch(NoSuchMethodExceptione){ e.printStackTrace(); } } returnSystem.currentTimeMillis()-startTime; } privatelonggetReflectCallFieldCostTime(intcount){ longstartTime=System.currentTimeMillis(); for(intindex=0;index<count;index++){ ProgramMonkeyprogramMonkey=newProgramMonkey("小明","男",12); try{ FieldageField=programMonkey.getClass().getDeclaredField("mLanguage"); ageField.set(programMonkey,"Java"); }catch(NoSuchFieldExceptione){ e.printStackTrace(); }catch(IllegalAccessExceptione){ e.printStackTrace(); } } returnSystem.currentTimeMillis()-startTime; } privatelonggetNormalCallCostTime(intcount){ longstartTime=System.currentTimeMillis(); for(intindex=0;index<count;index++){ ProgramMonkeyprogramMonkey=newProgramMonkey("小明","男",12); programMonkey.setmLanguage("Java"); } returnSystem.currentTimeMillis()-startTime; } privatelonggetNormalFieldCostTime(intcount){ longstartTime=System.currentTimeMillis(); for(intindex=0;index<count;index++){ ProgramMonkeyprogramMonkey=newProgramMonkey("小明","男",12); programMonkey.mLanguage="Java"; } returnSystem.currentTimeMillis()-startTime; } privatevoidupdateResultTextView(finalStringcontent){ ReflectionPerformanceActivity.this.runOnUiThread(newRunnable(){ @Override publicvoidrun(){ mExecuteResultTxtView.append(content); mExecuteResultTxtView.append("\n"); } }); } }` 测试结果如下： 反射性能测试结果 测试结论： 反射的确会导致性能问题； 反射导致的性能问题是否严重跟使用的次数有关系，如果控制在100次以内，基本上没什么差别，如果调用次数超过了100次，性能差异会很明显； 四种访问方式，直接访问实例的方式效率最高；其次是直接调用方法的方式，耗时约为直接调用实例的1.4倍；接着是通过反射访问实例的方式，耗时约为直接访问实例的3.75倍；最慢的是通过反射访问方法的方式，耗时约为直接访问实例的6.2倍； 反射到底慢在哪？ 跟踪源码可以发现，四个方法中都存在实例化ProgramMonkey的代码，所以可以排除是这句话导致的不同调用方式产生的性能差异；通过反射调用方法中调用了setAccessible方法，但该方法纯粹只是设置属性值，不会产生明显的性能差异；所以最有可能产生性能差异的只有getMethod和getDeclaredField、invoke和set方法了，下面分别就这两组方法进行测试，找到具体慢在哪？ 首先测试invoke和set方法，修改getReflectCallMethodCostTime和getReflectCallFieldCostTime方法的代码如下： privatelonggetReflectCallMethodCostTime(intcount){ longstartTime=System.currentTimeMillis(); ProgramMonkeyprogramMonkey=newProgramMonkey("小明","男",12); MethodsetmLanguageMethod=null; try{ setmLanguageMethod=programMonkey.getClass().getMethod("setmLanguage",String.class); setmLanguageMethod.setAccessible(true); }catch(NoSuchMethodExceptione){ e.printStackTrace(); } for(intindex=0;index<count;index++){ try{ setmLanguageMethod.invoke(programMonkey,"Java"); }catch(IllegalAccessExceptione){ e.printStackTrace(); }catch(InvocationTargetExceptione){ e.printStackTrace(); } } returnSystem.currentTimeMillis()-startTime; } privatelonggetReflectCallFieldCostTime(intcount){ longstartTime=System.currentTimeMillis(); ProgramMonkeyprogramMonkey=newProgramMonkey("小明","男",12); FieldageField=null; try{ ageField=programMonkey.getClass().getDeclaredField("mLanguage"); }catch(NoSuchFieldExceptione){ e.printStackTrace(); } for(intindex=0;index<count;index++){ try{ ageField.set(programMonkey,"Java"); }catch(IllegalAccessExceptione){ e.printStackTrace(); } } returnSystem.currentTimeMillis()-startTime; } 沿用上面的测试方法，测试结果如下： invoke和set 修改getReflectCallMethodCostTime和getReflectCallFieldCostTime方法的代码如下，对getMethod和getDeclaredField进行测试： privatelonggetReflectCallMethodCostTime(intcount){ longstartTime=System.currentTimeMillis(); ProgramMonkeyprogramMonkey=newProgramMonkey("小明","男",12); for(intindex=0;index<count;index++){ try{ MethodsetmLanguageMethod=programMonkey.getClass().getMethod("setmLanguage",String.class); }catch(NoSuchMethodExceptione){ e.printStackTrace(); } } returnSystem.currentTimeMillis()-startTime; } privatelonggetReflectCallFieldCostTime(intcount){ longstartTime=System.currentTimeMillis(); ProgramMonkeyprogramMonkey=newProgramMonkey("小明","男",12); for(intindex=0;index<count;index++){ try{ FieldageField=programMonkey.getClass().getDeclaredField("mLanguage"); }catch(NoSuchFieldExceptione){ e.printStackTrace(); } } returnSystem.currentTimeMillis()-startTime; } 沿用上面的测试方法，测试结果如下： getMethod和getDeclaredField 测试结论： getMethod和getDeclaredField方法会比invoke和set方法耗时； 随着测试数量级越大，性能差异的比例越趋于稳定； 由于测试的这四个方法最终调用的都是native方法，无法进一步跟踪。个人猜测应该是和在程序运行时操作class有关，比如需要判断是否安全？是否允许这样操作？入参是否正确？是否能够在虚拟机中找到需要反射的类？主要是这一系列判断条件导致了反射耗时；也有可能是因为调用natvie方法，需要使用JNI接口，导致了性能问题（参照Log.java、System.out.println，都是调用native方法，重复调用多次耗时很明显）。 如果避免反射导致的性能问题？ 通过上面的测试可以看出，过多地使用反射，的确会存在性能问题，但如果使用得当，所谓反射导致性能问题也就不是问题了，关于反射对性能的影响，参照下面的使用原则，并不会有什么明显的问题： 不要过于频繁地使用反射，大量地使用反射会带来性能问题； 通过反射直接访问实例会比访问方法快很多，所以应该优先采用访问实例的方式。 后记 上面的测试并不全面，但在一定程度上能够反映出反射的确会导致性能问题，也能够大概知道是哪个地方导致的问题。如果后面有必要进一步测试，我会从下面几个方面作进一步测试： 测试频繁调用native方法是否会有明显的性能问题； 测试同一个方法内，过多的条件判断是否会有明显的性能问题； 测试类的复杂程度是否会对反射的性能有明显影响。
