Java 反射调用的一种优化

写一些Java框架的时候，经常需要通过反射get或者set某个bean的field，比较普通的做法是获取field后调用java.lang.reflect.Field.get(Object)，但每次都这样调用，能否有优化的空间呢？

答案是有。

第一种：

由于每次都是重复的调用，所以想到了缓存每个bean的field，但这样做还是不够，所以想到了写一个code generator。通过生成代码的方式，get或者set每个bean的时候直接调用该bean的getter或者setter，这个实现听起来很牛逼，其实就是用asm生成一个类在用一个classloader加载进来每次调用直接invoke就可以了。

可单纯为了一个反射调用做这么多，总感觉是大炮打了蚊子。

第二种：

多谢@RednaxelaFX   的指点，找到了更简单的做法：sun.misc.Unsafe

使用也非常的简单：首先通过sun.misc.Unsafe.objectFieldOffset(Field) 获取field的offset，然后使用sun.misc.Unsafe.getObject(Object, long)获取某个实例上的field的值。

简单的测试代码如下：

1. import java.io.Serializable;
2. import java.lang.reflect.Field;
3. import sun.misc.Unsafe;
4. /**
5. * @author haitao.yao Dec 14, 2010
6. */
7. public class ReflectionCompare {
8. private static final int count = 10000000;
9. /**
10. * @param args
11. */
12. public static void main(String[] args) {
13. long duration = testIntCommon();
14. System.out.println("int common test for  " + count
15. + " times, duration: " + duration);
16. duration = testUnsafe();
17. System.out.println("int unsafe test for  " + count
18. + " times, duration: " + duration);
19. }
20. private static long testUnsafe() {
21. long start = System.currentTimeMillis();
22. sun.misc.Unsafe unsafe = getUnsafe();
23. int temp = count;
24. Field field = getIntField();
25. long offset = unsafe.objectFieldOffset(field);
26. while (temp-- > 0) {
27. unsafe.getInt(new TestBean(), offset);
28. }
29. return System.currentTimeMillis() - start;
30. }
31. private static long testIntCommon() {
32. long start = System.currentTimeMillis();
33. int temp = count;
34. getIntField().setAccessible(true);
35. while (temp-- > 0) {
36. TestBean bean = new TestBean();
37. try {
38. getIntField().get(bean);
39. } catch (Exception e) {
40. e.printStackTrace();
41. }
42. }
43. return System.currentTimeMillis() - start;
44. }
45. private static final sun.misc.Unsafe unsafe;
46. static {
47. sun.misc.Unsafe value = null;
48. try {
49. Class<?> clazz = Class.forName("sun.misc.Unsafe");
50. Field field = clazz.getDeclaredField("theUnsafe");
51. field.setAccessible(true);
52. value = (Unsafe) field.get(null);
53. } catch (Exception e) {
54. e.printStackTrace();
55. throw new RuntimeException("error to get theUnsafe", e);
56. }
57. unsafe = value;
58. }
59. public static final sun.misc.Unsafe getUnsafe() {
60. return unsafe;
61. }
62. private static final Field intField;
63. private static final Field stringField;
64. static {
65. try {
66. intField = TestBean.class.getDeclaredField("age");
67. stringField = TestBean.class.getDeclaredField("name");
68. } catch (Exception e) {
69. e.printStackTrace();
70. throw new IllegalStateException("failed to init testbean field", e);
71. }
72. }
73. public static final Field getIntField() {
74. return intField;
75. }
76. public static final Field getStringField() {
77. return stringField;
78. }
79. /**
80. * @author haitao.yao
81. * Dec 14, 2010
82. */
83. static class TestBean implements Serializable{
84. /**
85. *
86. */
87. private static final long serialVersionUID = -5994966479456252766L;
88. private String name;
89. private int age;
90. /**
91. * @return the name
92. */
93. public String getName() {
94. return name;
95. }
96. /**
97. * @param name the name to set
98. */
99. public void setName(String name) {
100. this.name = name;
101. }
102. /**
103. * @return the age
104. */
105. public int getAge() {
106. return age;
107. }
108. /**
109. * @param age the age to set
110. */
111. public void setAge(int age) {
112. this.age = age;
113. }
114. }
115. }

import java.io.Serializable;
import java.lang.reflect.Field;
import sun.misc.Unsafe;
/**
* @author haitao.yao Dec 14, 2010
*/
public class ReflectionCompare {
private static final int count = 10000000;
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
long duration = testIntCommon();
System.out.println("int common test for " + count
+ " times, duration: " + duration);
duration = testUnsafe();
System.out.println("int unsafe test for " + count
+ " times, duration: " + duration);
}
private static long testUnsafe() {
long start = System.currentTimeMillis();
sun.misc.Unsafe unsafe = getUnsafe();
int temp = count;
Field field = getIntField();
long offset = unsafe.objectFieldOffset(field);
while (temp-- > 0) {
unsafe.getInt(new TestBean(), offset);
}
return System.currentTimeMillis() - start;
}
private static long testIntCommon() {
long start = System.currentTimeMillis();
int temp = count;
getIntField().setAccessible(true);
while (temp-- > 0) {
TestBean bean = new TestBean();
try {
getIntField().get(bean);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
return System.currentTimeMillis() - start;
}
private static final sun.misc.Unsafe unsafe;
static {
sun.misc.Unsafe value = null;
try {
Class<?> clazz = Class.forName("sun.misc.Unsafe");
Field field = clazz.getDeclaredField("theUnsafe");
field.setAccessible(true);
value = (Unsafe) field.get(null);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
throw new RuntimeException("error to get theUnsafe", e);
}
unsafe = value;
}
public static final sun.misc.Unsafe getUnsafe() {
return unsafe;
}
private static final Field intField;
private static final Field stringField;
static {
try {
intField = TestBean.class.getDeclaredField("age");
stringField = TestBean.class.getDeclaredField("name");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
throw new IllegalStateException("failed to init testbean field", e);
}
}
public static final Field getIntField() {
return intField;
}
public static final Field getStringField() {
return stringField;
}

/**
* @author haitao.yao
* Dec 14, 2010
*/
static class TestBean implements Serializable{
/**
*
*/
private static final long serialVersionUID = -5994966479456252766L;

private String name;
private int age;
/**
* @return the name
*/
public String getName() {
return name;
}
/**
* @param name the name to set
*/
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
/**
* @return the age
*/
public int getAge() {
return age;
}
/**
* @param age the age to set
*/
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}
}

通过测试发现，效率是普通java.lang.reflect.Field.get(Object)的3倍，当然，性能这个东西，还是自己测试了放心。

这样做有一个不好的地方：sun.misc.Unsafe在sun的包里，默认情况下，eclipse编译会报错，在Window->Preference->Java->Compiler->Errors/Warnings->Deprecated and restricted API -> Forbidden Reference 修改成Warning或者Ignore就可以了。由于Unsafe在JDK中很多的类库中都在使用，框架代码中使用还是很安全的，如果需要api变动，JDK源代码的修改工作量比我们的大多了 :-0

至于第一种方法，虽然麻烦，有时间还是可以尝试一下的，有时间了写一下。