反射，java老司機應該都對它不陌生，不管是在jvm還是一些大型的框架中，總是能看到它的身影，接下來我們就來看看java的反射到底是如何實現的。
前言
在分析具體實現之前我們還是先來看個反射具體使用實例：
運行結果：
從案例可以看出，我們通過反射來獲取對象定義的相關內容，同時還可以通過Method的invoke方法調用該對象任何方法。想想，如果在系統運行期間大量利用反射來操作對象，會不會有什么隱患呢？接下來我們就來看看java反射的具體實現。
Field的獲取
java的反射可通過Field來獲取某個類的屬性或者屬性值，Class類提供以下方法來獲取Field：
public Field[] getDeclaredFields()：獲取類聲明的所有屬性，包括private屬性；public Field getDeclaredField(String name)：獲取類聲明的屬性名為name的屬性；public Field[] getFields()：獲取類聲明的所有public類型屬性；public Field getField(String name)：獲取類聲明的屬性名為name的public類型屬性。
接下來我們就以getDeclaredField方法為例，詳細分析其源碼實現。
getDeclaredField實現
從源碼可以看出：
- 校驗成員變量是否允許被訪問：
- 允許被訪問，跳轉到步驟2；
- 否則，拋出SecurityException異常；
- 調用searchFields方法獲取屬性名為name的field；
- 如果步驟2的field為null，拋出NoSuchFieldException異常，否則，返回該field。
獲取Field的邏輯主要在searchFields方法中實現，searchFields方法的第一個參數是通過privateGetDeclaredFields方法從緩存或者JVM獲取到的Fields列表，接下來我們來看看它們的相關實現。
privateGetDeclaredFields獲取Fields列表
從源碼可以看出，privateGetDeclaredFields方法首先通過reflectionData方法從緩存中獲取，如果從緩存中獲取不到，再調用Reflection.filterFields方法從JVM中獲取。接下來我們來看看reflectionData方法是如何實現數據緩存的。
reflectionData實現
從源碼可以看出：
緩存數據結構：ReflectionData，緩存了Field、Method和Constructor等相關數據；
-
整個reflectionData方法，首先是從緩存中獲取相關數據，需要注意的是，reflectionData對象是SoftReference類型的，該類型的數據在內存緊張時會被回收，如果該對象被回收，則通過newReflectionData方法重新創建一個新的對象，newReflectionData方法的相關源碼實現如下：
newReflectionData實現
searchFields獲取指定Field
從源碼可以看出，searchFields方法在找到指定的Field之后，會重新copy一份返回，當然如果沒有找到指定Field則返回null。
到這里為止，Field相關獲取的實現就告一段落，具體通過Field來操作對象相關部分源碼在本文就不做詳細講解了，有興趣的小伙伴可以自行閱讀源碼。接下來我們就繼續來看看Method是如何來獲取和調用的。
Method的獲取
同Field一樣，Class同樣提供四個方法來獲取Method：
public Method[] getDeclaredMethods()：獲取類的所有方法，包括private類型方法；public Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)：獲取類的指定方法名和參數的方法；public Method[] getMethods()：獲取類的所有public類型方法；public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)：獲取類的指定方法名和參數的public類型方法。
接下來就以getDeclaredMethod方法為例，詳細分析Method的獲取的具體實現。
getDeclaredMethod實現
同getDeclaredField方法的流程一樣：
- 校驗方法是否允許被訪問：
- 允許被訪問，跳轉到步驟2；
- 否則，拋出SecurityException異常；
- 調用searchMethods方法獲取指定方法名和參數的method；
- 如果步驟2的method為null，拋出NoSuchMethodException異常，否則，返回該method。
接下來我們就來看看searchMethods方法相關的具體實現。
注：由于searchMethods方法獲取指定Method同searchFields方法獲取指定Field實現基本一致，在這里就不在做詳細的分析。
privateGetDeclaredMethods獲取Method列表
同privateGetDeclaredFields方法一樣，privateGetDeclaredMethods方法同樣通過reflectionData方法從緩存中獲取Method列表，如果從緩存到獲取不到，才會調用Reflection.filterMethods方法從JVM中獲取。
searchMethods獲取指定Method
同searchFields方法一樣，searchMethods方法在找到指定的Method之后，同樣會重新copy一份返回。
到這里為止，Method的獲取就簡單分析完了，在獲取到Method之后，我們可以通過其invoke方法來實現調用了，接下來我們就來看看invoke方法的具體實現。
Method的調用
從源碼可以看出：
校驗該方法是否允許被訪問，允許被訪問則跳轉到步驟2，否則，拋出IllegalAccessException異常；
獲取當前method的MethodAccessor對象ma，如ma為null，則調用acquireMethodAccessor方法獲取；
調用MethodAccessor對象的invoke方法來實現調用，整個invoke方法的核心也在這里。
接下來我們就來看看acquireMethodAccessor方法獲取MethodAccessor對象以及該對象的invoke方法的相關實現。
acquireMethodAccessor獲取MethodAccessor
從源碼可以看出：
如果root節點不為空，則從root節點獲取MethodAccessor對象，并且將該對象賦值給當前Method對象的methodAccessor屬性；
如果root節點為null，或者root節點的methodAccessor對象為null時，調用
reflectionFactory.newMethodAccessor方法為其創建一個新的MethodAccessor對象并返回。
注：
MethodAccessor定義
從MethodAccessor的定義可以看出，MethodAccessor是一個接口，那么，上述MethodAccessor對象其實也就是MethodAccessor的子類的對象。
reflectionFactory.newMethodAccessor創建MethodAccessor
在開始分析newMethodAccessor方法的實現之前我們先來看看ReflectionFactory相關內容。
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ReflectionFactory重要屬性
ReflectionFactory相關屬性
ReflectionFactory有兩個重要屬性：noInflation（默認值為false）和inflationThreshold（默認值為15），它們的重新設置可以通過checkInitted方法來完成，源碼如下圖所示：
checkInitted實現
從源碼標紅框的兩部分可以看出，noInflation和inflationThreshold可以通過參數-Dsun.reflect.inflationThreshold和-Dsun.reflect.noInflation設置。 -
newMethodAccessor實現
newMethodAccessor實現
從源碼可以看出：如果noInflation == true時，調用MethodAccessorGenerator對象的generateMethod方法生成MethodAccessorImpl對象；
否則，生成DelegatingMethodAccessorImpl對象并返回。
MethodAccessor.invoke方法實現
注：以子類DelegatingMethodAccessorImpl的具體實現為例，具體分析invoke方法的相關實現。
DelegatingMethodAccessorImpl實現
從源碼可以看出，DelegatingMethodAccessorImpl對象就是一個代理對象，最終的invoke方法其實也就是調用NativeMethodAccessorImpl的invoke方法。
NativeMethodAccessorImpl實現
需要注意的是，如果當前invoke方法被調用的次數超過
ReflectionFactory.inflationThreshold，后續的調用就通過MethodAccessorGenerator對象的generateMethod方法生成MethodAccessorImpl對象，并將它賦值給delegate，這樣下次再調用Method.invoke時，調用的也就是新生成的MethodAccessor對象的invoke方法。
generateMethod實現
注：由于generateMethod實現代碼比較多，在這里我就不再貼源碼了，有興趣的小伙伴可以去openjdk看一下相關源碼實現。
generateMethod在生成MethodAccessorImpl對象時，會生成相應的字節碼并調用ClassDefiner.defineClass創建對應的對象。而每一次在調用ClassDefiner.defineClass創建對象時，都會生成一個類加載器，具體的源碼如下圖所示：
需要注意的是，為什么每次在創建對象時都需要生成類加載器呢？這么做的主要原因也是為了讓這些生成的類可以被回收。稍微了解點兒gc的小伙伴可能都知道，類可以被回收只有在類的加載器可以被回收的情況下才會被回收，如果不每次生成新的類加載器，就可能會導致新創建的類一直不能被回收。
