Java 反射源码学习之旅 _Java

1 背景
前段时间组内针对 “拷贝实例属性是应该用 BeanUtils.copyProperties（）还是 MapStruct” 这个问题进行了一次激烈的 battle 。支持 MapStruct 的同学给出了他嫌弃 BeanUtils 的理由：因为用了反射，所以慢。
这个理由一下子拉回了我遥远的记忆，在我刚开始了解反射这个 JAVA 特性的时候，几乎看到的每一篇文章都会有 “Java 反射不能频繁使用”、“反射影响性能” 之类的话语，当时只是当一个结论记下了这些话，却没有深究过为什么，所以正好借此机会来探究一下 Java 反射的代码。
2 反射包结构梳理
反射相关的代码主要在 jdk rt.jar 下的 java.lang.reflect 包下，还有一些相关类在其他包路径下，这里先按下不表。按照继承和实现的关系先简单划分下 java.lang.reflect 包：
① Constructor、Method、Field 三个类型分别可以描述实例的构造方法、普通方法和字段。三种类型都直接或间接继承了 AccessibleObject 这个类型，此类型里主要定义两种方法，一种是通用的、对访问权限进行处理的方法，第二种是可供继承重写的、与注解相关的方法。

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② 只看选中的五种类型，我们平常所用到的普通类型，譬如 Integer、String ，又或者是我们自定义的类型，都可以用 Class 类型的实例来表示。Java 引入泛型之后，在 JDK1.5 中扩充了其他四种类型，用于泛型的表示。分别是 ParameterizedType (参数化类型)、WildcardType（通配符类型）、TypeVariable（类型变量）、GenericArrayType（泛型数组）。

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③ 与②中描述的五种基本类型对应，下图这五个接口 / 类分别用来表示五种基本类型的注解相关数据。

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④ 下图为实现动态代理的相关类与接口。java.lang.reflect.Proxy 主要是利用反射的一些方法获取代理类的类对象，获取其构造方法，由此构造出一个实例。
java.lang.reflect.InvocationHandler 是代理类需要实现的接口，由代理类实现接口内的 invoke 方法，此方法会负责代理流程和被代理流程的执行顺序组织。

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3 目标类实例的构造源码
以 String 类的对象实例化为例，看一下反射是如何进行对象实例化的。
Class<?> clz = Class.forName("java.lang.String");
String s =(String)clz.newInstance();
Class 对象的构造由 native 方法完成，以 java.lang.String 类为例，先看看构造好的 Class 对象都有哪些属性：

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可以看到目前只有 name 一个属性有值，其余属性暂时都是 null 或者默认值的状态。
下图是 clz.newInstance () 方法逻辑的流程图，接下来对其中主要的两个方法进行说明：

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从上图可以看出整个流程有两个核心部分。因为通常情况下，对象的构造都需要依靠类里的构造方法来实现，所以第一部分就是拿到目标类对应的 Constructor 对象；第二部分就是利用 Constructor 对象，构造目标类的实例。
3.1 获取 Constructor 对象
首先上一张 Constructor 对象的属性图：

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java.lang.Class#getConstructor0
此方法中主要做的工作是首先拿到目标类的 Constructor 实例数组 (主要由 native 方法实现) ，数组里每一个对象都代表了目标类的一个构造方法。然后对数组进行遍历，根据方法入参提供的 parameterTypes, 找到符合的 Constructor 对象，然后重新创造一个 Constructor 对象，属性值与原 Constructor 一致（称为副本 Constructor），并且副本 Constructor 的属性 root 指向源 Constructor ，相当于对源 Constructor 对象进行了一层封装。
由于在 getConstructor0 () 方法将返回值返回给调用方之后，调用方在后续的流程里进行了 constructor.setAccesssible (true) 的操作，这个方法的作用是关闭对 constructor 这个对象访问时的 Java 语言访问检查。语言访问检查是个耗时的操作，所以合理猜测是为了提高反射性能关闭了这个检查，又出于安全考虑，所以将最原始的对象进行了封装。