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程序員的成長之路

互聯(lián)網(wǎng)/程序員/技術(shù)/資料共享?

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作者：張明云
鏈接：https://www.jianshu.com/p/4e2b49fa8ba1

反射具體是怎么影響性能的？這引起了我的反思。

是啊，在闡述某個觀點時確實有必要說明原因，并且證明這個觀點是對的，雖然反射影響性能人盡皆知，我曾經(jīng)也真的研究過反射是否存在性能問題，但并沒有在寫文章的時候詳細(xì)說明。

這讓我想到網(wǎng)上很多信息只會告訴你結(jié)論，并不會說明原因，導(dǎo)致很多學(xué)到的東西都是死記硬背，而不是真正掌握，別人一問或者自己親身遇到同樣的問題時，傻眼了。

反射真的存在性能問題嗎？

還是使用上篇文章的demo，為了放大問題，找到共性，采用逐漸擴(kuò)大測試次數(shù)、每次測試多次取平均值的方式，針對同一個方法分別就直接調(diào)用該方法、反射調(diào)用該方法、直接調(diào)用該方法對應(yīng)的實例、反射調(diào)用該方法對應(yīng)的實例分別從1-1000000，每隔一個數(shù)量級測試一次：

測試代碼如下（Person、ICompany、ProgramMonkey這三個類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 + "毫秒耗時情況測試");                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：" + costTime + " 毫秒");                    costTime = getReflectCallMethodCostTime(executeCount);                    normalMethodCostTime += costTime;                    updateResultTextView("執(zhí)行反射調(diào)用方法耗時：" + costTime + " 毫秒");                    costTime = getNormalFieldCostTime(executeCount);                    reflectFieldCostTime += costTime;                    updateResultTextView("執(zhí)行普通調(diào)用實例耗時：" + costTime + " 毫秒");                    costTime = getReflectCallFieldCostTime(executeCount);                    normalFieldCostTime += costTime;                    updateResultTextView("執(zhí)行反射調(diào)用實例耗時：" + costTime + " 毫秒");                }
                updateResultTextView("執(zhí)行直接調(diào)用方法平均耗時：" + reflectMethodCostTime/AVERAGE_COUNT + " 毫秒");                updateResultTextView("執(zhí)行反射調(diào)用方法平均耗時：" + normalMethodCostTime/AVERAGE_COUNT + " 毫秒");                updateResultTextView("執(zhí)行普通調(diào)用實例平均耗時：" + reflectFieldCostTime/AVERAGE_COUNT + " 毫秒");                updateResultTextView("執(zhí)行反射調(diào)用實例平均耗時：" + 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");            }        });    }}

測試結(jié)果如下：

反射性能測試結(jié)果

測試結(jié)論：

反射的確會導(dǎo)致性能問題；
反射導(dǎo)致的性能問題是否嚴(yán)重跟使用的次數(shù)有關(guān)系，如果控制在100次以內(nèi)，基本上沒什么差別，如果調(diào)用次數(shù)超過了100次，性能差異會很明顯；
四種訪問方式，直接訪問實例的方式效率最高；其次是直接調(diào)用方法的方式，耗時約為直接調(diào)用實例的1.4倍；接著是通過反射訪問實例的方式，耗時約為直接訪問實例的3.75倍；最慢的是通過反射訪問方法的方式，耗時約為直接訪問實例的6.2倍；

反射到底慢在哪？

跟蹤源碼可以發(fā)現(xiàn)，四個方法中都存在實例化ProgramMonkey的代碼，所以可以排除是這句話導(dǎo)致的不同調(diào)用方式產(chǎn)生的性能差異；通過反射調(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)行測試，找到具體慢在哪？

首先測試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;    }

沿用上面的測試方法，測試結(jié)果如下：

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

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;}