4.1反射性能探索和优化

目录介绍

01.反射实用场景
02.尽量远离反射
03.反射的弊端
04.看一个案例分析
05.反射效率低原因
06.getMethod源码
07.invoke()源码
08.总结一下分析

01.反射实用场景

反射的适用场景是什么？
1）Java的反射机制在做基础框架的时候非常有用，有一句话这么说来着：反射机制是很多Java框架的基石。而一般应用层面很少用，不过这种东西，现在很多开源框架基本都已经给你封装好了，自己基本用不着写。典型的除了之外，还有Spring也用到很多反射机制。经典的就是在xml文件或者properties里面写好了配置，然后在Java类里面解析xml或properties里面的内容，得到一个字符串，然后用反射机制，根据这个字符串获得某个类的Class实例，这样就可以动态配置一些东西，不用每一次都要在代码里面去new或者做其他的事情，以后要改的话直接改配置文件，代码维护起来就很方便了，同时有时候要适应某些需求，Java类里面不一定能直接调用另外的方法，这时候也可以通过反射机制来实现。
2）当你做一个软件可以安装插件的功能，你连插件的类型名称都不知道，你怎么实例化这个对象呢？因为程序是支持插件的（第三方的），在开发的时候并不知道。所以无法在代码中 New出来，但反射可以，通过反射，动态加载程序集，然后读出类，检查标记之后再实例化对象，就可以获得正确的类实例。
3）在编码阶段不知道那个类名，要在运行期从配置文件读取类名, 这时候就没有办法硬编码new ClassName(),而必须用到反射才能创建这个对象.反射的目的就是为了扩展未知的应用。比如你写了一个程序，这个程序定义了一些接口，只要实现了这些接口的dll都可以作为插件来插入到这个程序中。那么怎么实现呢？就可以通过反射来实现。就是把dll加载进内存，然后通过反射的方式来调用dll中的方法。很多工厂模式就是使用的反射。

02.尽量远离反射

反射：在流行的库如Spring和Gson，Retrofit中，反射自然有其用武之地。不过内省业务代码在很多时候都不是一件好事，原因有很多，一般情况下我总是建议大家不要使用反射。
首先是代码可读性与工具支持。打开熟悉的IDE，寻找你的Java代码的内部依赖，很容易吧。现在，使用反射来替换掉你的代码然后再试一下，结果如何呢？如果通过反射来修改已经封装好的对象状态，那么结果将会变得更加不可控。请看看如下示例代码：
- 比如下面Student为第三方库代码，这个时候如果别人更新setName方法名称，改为setStudentName，那么之前写的反射代码就会出现问题，而且不太好发现。
```
public class Student {
	private String name;
	public Student() {}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
}


Student student = new Student();
Method m = student.getClass().getMethod("setName", String.class);
m.invoke(student, "张三");
```
如果这样做就无法得到编译期的安全保证。就像上面这个示例一样，你会发现如果getDeclaredField()方法调用的参数输错了，那么只有在运行期才能发现。要知道的是，寻找运行期Bug的难度要远远超过编译期的Bug。

03.反射的弊端

反射机制是一种程序自我分析的能力。用于获取一个类的类变量，构造函数，方法，修饰符。
- 优点：运行期类型的判断，动态类加载，动态代理使用反射。
- 缺点：性能是一个问题，反射相当于一系列解释操作，通知jvm要做的事情，性能比直接的java代码要慢很多。
反射的弊端有哪些？
- 反射包括了一些动态类型，所以JVM无法对这些代码进行优化。因此，反射操作的效率要比那些非反射操作低得多。我们应该避免在经常被执行的代码或对性能要求很高的程序中使用反射。
- 使用反射技术要求程序必须在一个没有安全限制的环境中运行。如果一个程序必须在有安全限制的环境中运行。
- 由于反射允许代码执行一些在正常情况下不被允许的操作（比如访问私有的属性和方法），所以使用反射可能会导致意料之外的副作用－－代码有功能上的错误，降低可移植性。反射代码破坏了抽象性，因此当平台发生改变的时候，代码的行为就有可能也随着变化。

05.反射效率低原因

大概有这些原因
- Method#invoke 方法会对参数做封装和解封操作
- 需要检查方法可见性
- 需要校验参数
- 反射方法难以内联
- JIT 无法优化

06.getMethod源码

6.1 getMethod方法

getMethod方法和getDeclaredMethod方法如下所示

class Class {
    @CallerSensitive
    public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
        throws NoSuchMethodException, SecurityException {
        Objects.requireNonNull(name);
        SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
        if (sm != null) {
            // 1. 检查方法权限
            checkMemberAccess(sm, Member.PUBLIC, Reflection.getCallerClass(), true);
        }
        // 2. 获取方法
        Method method = getMethod0(name, parameterTypes);
        if (method == null) {
            throw new NoSuchMethodException(methodToString(name, parameterTypes));
        }
        // 3. 返回方法的拷贝
        return getReflectionFactory().copyMethod(method);
    }
 
    @CallerSensitive
    public Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
        throws NoSuchMethodException, SecurityException {
        Objects.requireNonNull(name);
        SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
        if (sm != null) {
            // 1. 检查方法是权限
            checkMemberAccess(sm, Member.DECLARED, Reflection.getCallerClass(), true);
        }
        // 2. 获取方法
        Method method = searchMethods(privateGetDeclaredMethods(false), name, parameterTypes);
        if (method == null) {
            throw new NoSuchMethodException(methodToString(name, parameterTypes));
        }
        // 3. 返回方法的拷贝
        return getReflectionFactory().copyMethod(method);
    }
}

从上面的代码，我们可以看到，获取方法的流程分三步走：
- 检查方法权限
- 获取方法 Method 对象
- 返回方法的拷贝
这里主要有两个区别：
- getMethod 中 checkMemberAccess 传入的是 Member.PUBLIC，而 getDeclaredMethod 传入的是 Member.DECLARED 这两个值有什么区别呢？我们看下代码中的注释：
```
interface Member {
    /**
     * Identifies the set of all public members of a class or interface,
     * including inherited members.
     */
    public static final int PUBLIC = 0;
 
    /**
     * Identifies the set of declared members of a class or interface.
     * Inherited members are not included.
     */
    public static final int DECLARED = 1;
}
```
- 注释里清楚的解释了 PUBLIC 和 DECLARED 的不同，PUBLIC 会包括所有的 public 方法，包括父类的方法，而 DECLARED 会包括所有自己定义的方法，public，protected，private 都在此，但是不包括父类的方法。这也正是 getMethod 和 getDeclaredMethod 的区别。
getMethod 中获取方法调用的是 getMethod0，而 getDeclaredMethod 获取方法调用的是 privateGetDeclaredMethods。
- 关于这个区别，这里简单提及一下，后面具体分析代码。privateGetDeclaredMethods 是获取类自身定义的方法，参数是 boolean publicOnly，表示是否只获取公共方法。
```
private Method[] privateGetDeclaredMethods(boolean publicOnly) {
//...
}
```
- 而 getMethod0 会递归查找父类的方法，其中会调用到 privateGetDeclaredMethods 方法。

6.2 checkMemberAccess方法

checkMemberAccess

class Class {
    private void checkMemberAccess(SecurityManager sm, int which,
                                   Class<?> caller, boolean checkProxyInterfaces) {
        /* Default policy allows access to all {@link Member#PUBLIC} members,
         * as well as access to classes that have the same class loader as the caller.
         * In all other cases, it requires RuntimePermission("accessDeclaredMembers")
         * permission.
         */
        final ClassLoader ccl = ClassLoader.getClassLoader(caller);
        if (which != Member.PUBLIC) {
            final ClassLoader cl = getClassLoader0();
            if (ccl != cl) {
                sm.checkPermission(SecurityConstants.CHECK_MEMBER_ACCESS_PERMISSION);
            }
        }
        this.checkPackageAccess(sm, ccl, checkProxyInterfaces);
    }
}

在这里可以看到，对于非 Member.PUBLIC 的访问，会增加一项检测，SecurityManager.checkPermission(SecurityConstants.CHECK_MEMBER_ACCESS_PERMISSION); 这项检测需要运行时申请 RuntimePermission("accessDeclaredMembers")。这里就不继续往下看了，方法整体是在检查是否可以访问对象成员。

6.3 getMethod0方法

getMethod0
```
class Class {
    private Method getMethod0(String name, Class<?>[] parameterTypes) {
        PublicMethods.MethodList res = getMethodsRecursive(
            name,
            parameterTypes == null ? EMPTY_CLASS_ARRAY : parameterTypes,
            /* includeStatic */ true);
        return res == null ? null : res.getMostSpecific();
    }
}
```
- 这里是通过 getMethodsRecursive 获取到 MethodList 对象，然后通过 MethodList#getMostSpecific 方法筛选出对应的方法。 MethodList#getMOstSpecific会筛选返回值类型最为具体的方法，至于为什么会有返回值的区别，后面会讲到。（这里的具体，指的是有两个方法，返回值分别是 Child 和 Parent，Child 继承自 Parent，这里会筛选出返回值为 Child 的方法）。

接着看看getMethodsRecursive

class Class {
    private PublicMethods.MethodList getMethodsRecursive(String name,
                                                         Class<?>[] parameterTypes,
                                                         boolean includeStatic) {
        // 1. 获取自己的 public 方法
        Method[] methods = privateGetDeclaredMethods(/* publicOnly */ true);
        // 2. 筛选符合条件的方法，构造 MethodList 对象
        PublicMethods.MethodList res = PublicMethods.MethodList
            .filter(methods, name, parameterTypes, includeStatic);
        // 找到方法，直接返回
        if (res != null) {
            return res;
        }
 
        // 3. 没有找到方法，就获取其父类，递归调用 getMethodsRecursive 方法
        Class<?> sc = getSuperclass();
        if (sc != null) {
            res = sc.getMethodsRecursive(name, parameterTypes, includeStatic);
        }
 
        // 4. 获取接口中对应的方法
        for (Class<?> intf : getInterfaces(/* cloneArray */ false)) {
            res = PublicMethods.MethodList.merge(
                res, intf.getMethodsRecursive(name, parameterTypes,
                                              /* includeStatic */ false));
        }
 
        return res;
    }
}

这里获取方法有四个步骤：
- 通过 privateGetDeclaredMethods 获取自己所有的 public 方法
- 通过 MethodList#filter 查找方法名，参数相同的方法，如果找到，直接返回
- 如果自己没有实现对应的方法，就去父类中查找对应的方法
- 查找接口中对应的方法
通过上面四个步骤，最终获取到的是一个 MethodList 对象，是一个链表结点，其 next 指向下一个结点。
- 也就是说，这里获取到的 Method 会有多个。这里稍微解释一下，在我们平时编写 Java 代码时，同一个类是不能有方法名和方法参数都相同的方法的，而实际上，在 JVM 中，一个方法签名是和返回值，方法名，方法参数三者相关的。
- 也就是说，在 JVM 中，可以存在方法名和方法参数都相同，但是返回值不同的方法。所以这里返回的是一个方法链表。所以上面最终返回方法时会通过 MethodList#getMostSpecific 进行返回值的筛选，筛选出返回值类型最具体的方法。
这里我们先暂停回顾一下整体的调用链路：
- getMethod -> getMethod0 -> getMethodsRecursive -> privateGetDeclaredMethods
- 通过函数调用，最终会调用到 privateGetDeclaredMethods 方法，也就是真正获取方法的地方。

6.4 privateGetDeclaredMethods

privateGetDeclaredMethods

class Class {
    private Method[] privateGetDeclaredMethods(boolean publicOnly) {
        Method[] res;
        // 1. 通过缓存获取 Method[]
        ReflectionData<T> rd = reflectionData();
        if (rd != null) {
            res = publicOnly ? rd.declaredPublicMethods : rd.declaredMethods;
            if (res != null) return res;
        }
        // 2. 没有缓存，通过 JVM 获取
        res = Reflection.filterMethods(this, getDeclaredMethods0(publicOnly));
        if (rd != null) {
            if (publicOnly) {
                rd.declaredPublicMethods = res;
            } else {
                rd.declaredMethods = res;
            }
        }
        return res;
    }
}

在 privateGetDeclaredMethods 获取方法时，有两个步骤：
- relectionData 通过缓存获取
- 如果缓存没有命中的话，通过 getDeclaredMethods0 获取方法

先看看 relectionData 方法：

class Class {
    private ReflectionData<T> reflectionData() {
        SoftReference<ReflectionData<T>> reflectionData = this.reflectionData;
        int classRedefinedCount = this.classRedefinedCount;
        ReflectionData<T> rd;
        if (reflectionData != null &&
            (rd = reflectionData.get()) != null &&
            rd.redefinedCount == classRedefinedCount) {
            return rd;
        }
        // else no SoftReference or cleared SoftReference or stale ReflectionData
        // -> create and replace new instance
        return newReflectionData(reflectionData, classRedefinedCount);
    }
}

在 Class 中会维护一个 ReflectionData 的软引用，作为反射数据的缓存。ReflectionData 结构如下：

private static class ReflectionData<T> {
    volatile Field[] declaredFields;
    volatile Field[] publicFields;
    volatile Method[] declaredMethods;
    volatile Method[] publicMethods;
    volatile Constructor<T>[] declaredConstructors;
    volatile Constructor<T>[] publicConstructors;
    // Intermediate results for getFields and getMethods
    volatile Field[] declaredPublicFields;
    volatile Method[] declaredPublicMethods;
    volatile Class<?>[] interfaces;

    // Cached names
    String simpleName;
    String canonicalName;
    static final String NULL_SENTINEL = new String();

    // Value of classRedefinedCount when we created this ReflectionData instance
    final int redefinedCount;
}

可以看到，保存了 Class 中的属性和方法。如果缓存为空，就会通过 getDeclaredMethods0 从 JVM 中查找方法。getDeclaredMethods0 是一个 native 方法，这里暂时先不看。

通过上面几个步骤，就获取到 Method 数组。
- 这就是 getMethod 方法的整个实现了。我们再回过头看一下 getDeclaredMethod 方法的实现，通过 privateGetDeclaredMethods 获取方法以后，会通过 searchMethods 对方法进行筛选。
```
public Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
    throws NoSuchMethodException, SecurityException {
    // ...
    Method method = searchMethods(privateGetDeclaredMethods(false), name, parameterTypes);
    // ...
}
```

searchMethods 方法实现比较简单，就是对比方法名，参数，方法返回值。

class Class {
    private static Method searchMethods(Method[] methods,
                                        String name,
                                        Class<?>[] parameterTypes)
    {
        ReflectionFactory fact = getReflectionFactory();
        Method res = null;
        for (Method m : methods) {
            // 比较方法名
            if (m.getName().equals(name)
                // 比较方法参数
                && arrayContentsEq(parameterTypes,
                                   fact.getExecutableSharedParameterTypes(m))
                // 比较返回值
                && (res == null
                    || (res.getReturnType() != m.getReturnType()
                        && res.getReturnType().isAssignableFrom(m.getReturnType()))))
                res = m;
        }
        return res;
    }
}

6.5 Method#copy方法

在获取到对应方法以后，并不会直接返回，而是会通过 getReflectionFactory().copyMethod(method); 返回方法的一个拷贝。最终调用的是 Method#copy，我们来看看其实现。

class Method {
    Method copy() {
        // This routine enables sharing of MethodAccessor objects
        // among Method objects which refer to the same underlying
        // method in the VM. (All of this contortion is only necessary
        // because of the "accessibility" bit in AccessibleObject,
        // which implicitly requires that new java.lang.reflect
        // objects be fabricated for each reflective call on Class
        // objects.)
        if (this.root != null)
            throw new IllegalArgumentException("Can not copy a non-root Method");
 
        Method res = new Method(clazz, name, parameterTypes, returnType,
                                exceptionTypes, modifiers, slot, signature,
                                annotations, parameterAnnotations, annotationDefault);
        res.root = this;
        // Might as well eagerly propagate this if already present
        res.methodAccessor = methodAccessor;
        return res;
    }
}

会 new 一个 Method 实例并返回。这里有两点要注意：
- 设置 root = this
- 会给 Method 设置 MethodAccessor，用于后面方法调用。也就是所有的 Method 的拷贝都会使用同一份 methodAccessor。

07.invoke()源码

获取到方法以后，通过 Method#invoke 调用方法。

class Method {
    public Object invoke(Object obj, Object... args)
        throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException,
           InvocationTargetException
    {
        if (!override) {
            Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();
            // 1. 检查权限
            checkAccess(caller, clazz,
                        Modifier.isStatic(modifiers) ? null : obj.getClass(),
                        modifiers);
        }
        // 2. 获取 MethodAccessor
        MethodAccessor ma = methodAccessor;             // read volatile
        if (ma == null) {
            // 创建 MethodAccessor
            ma = acquireMethodAccessor();
        }
        // 3. 调用 MethodAccessor.invoke
        return ma.invoke(obj, args);
    }
}

invoke 方法的实现，分为三步：
- 检查权限
- 创建 MethodAccessor
- 调用 MethodAccessor.invoke

7.1 检查权限

检查是否有权限调用方法

这里对 override 变量进行判断，如果 override == true，就跳过检查我们通常在 Method#invoke 之前，会调用 Method#setAccessible(true)，就是设置 override 值为 true。

void checkAccess(Class<?> caller, Class<?> clazz, Object obj, int modifiers)
    throws IllegalAccessException
{
    if (caller == clazz) {  // quick check
        return;             // ACCESS IS OK
    }
    Object cache = securityCheckCache;  // read volatile
    Class<?> targetClass = clazz;
    if (obj != null
        && Modifier.isProtected(modifiers)
        && ((targetClass = obj.getClass()) != clazz)) {
        // Must match a 2-list of { caller, targetClass }.
        if (cache instanceof Class[]) {
            Class<?>[] cache2 = (Class<?>[]) cache;
            if (cache2[1] == targetClass &&
                cache2[0] == caller) {
                return;     // ACCESS IS OK
            }
            // (Test cache[1] first since range check for [1]
            // subsumes range check for [0].)
        }
    } else if (cache == caller) {
        // Non-protected case (or obj.class == this.clazz).
        return;             // ACCESS IS OK
    }

    // If no return, fall through to the slow path.
    slowCheckMemberAccess(caller, clazz, obj, modifiers, targetClass);
}

7.2 获取 MethodAccessor

在上面获取 Method 的时候我们讲到过，Method#copy 会给 Method 的 methodAccessor 赋值。所以这里的 methodAccessor 就是拷贝时使用的 MethodAccessor。如果 ma 为空，就去创建 MethodAccessor。

class Method {
    private MethodAccessor acquireMethodAccessor() {
        // First check to see if one has been created yet, and take it
        // if so
        MethodAccessor tmp = null;
        if (root != null) tmp = root.getMethodAccessor();
        if (tmp != null) {
            methodAccessor = tmp;
        } else {
            // Otherwise fabricate one and propagate it up to the root
            tmp = reflectionFactory.newMethodAccessor(this);
            setMethodAccessor(tmp);
        }
 
        return tmp;
    }
}

这里会先查找 root 的 MethodAccessor，这里的 root 在上面 Method#copy 中设置过。如果还是没有找到，就去创建 MethodAccessor。

class ReflectionFactory {
    public MethodAccessor newMethodAccessor(Method method) {
        // 其中会对 noInflation 进行赋值
        checkInitted();
        // ...
        if (noInflation && !ReflectUtil.isVMAnonymousClass(method.getDeclaringClass())) {
            // 生成的是 MethodAccessorImpl
            return new MethodAccessorGenerator().
                generateMethod(method.getDeclaringClass(),
                               method.getName(),
                               method.getParameterTypes(),
                               method.getReturnType(),
                               method.getExceptionTypes(),
                               method.getModifiers());
        } else {
            NativeMethodAccessorImpl acc =
                new NativeMethodAccessorImpl(method);
            DelegatingMethodAccessorImpl res =
                new DelegatingMethodAccessorImpl(acc);
            acc.setParent(res);
            return res;
        }
    }
}

这里可以看到，一共有三种 MethodAccessor。
- MethodAccessorImpl，NativeMethodAccessorImpl，DelegatingMethodAccessorImpl。
- 采用哪种 MethodAccessor 根据 noInflation 进行判断，noInflation 默认值为 false，只有指定了 sun.reflect.noInflation 属性为 true，才会采用 MethodAccessorImpl。
- 所以默认会调用 NativeMethodAccessorImpl。
MethodAccessorImpl 是通过动态生成字节码来进行方法调用的，是 Java 版本的 MethodAccessor，字节码生成比较复杂，这里不放代码了。大家感兴趣可以看这里的 generate 方法。

DelegatingMethodAccessorImpl 就是单纯的代理，真正的实现还是 NativeMethodAccessorImpl。

class DelegatingMethodAccessorImpl extends MethodAccessorImpl {
    private MethodAccessorImpl delegate;
 
    DelegatingMethodAccessorImpl(MethodAccessorImpl delegate) {
        setDelegate(delegate);
    }
 
    public Object invoke(Object obj, Object[] args)
        throws IllegalArgumentException, InvocationTargetException
    {
        return delegate.invoke(obj, args);
    }
 
    void setDelegate(MethodAccessorImpl delegate) {
        this.delegate = delegate;
    }
}

NativeMethodAccessorImpl 是 Native 版本的 MethodAccessor 实现。

class NativeMethodAccessorImpl extends MethodAccessorImpl {
    public Object invoke(Object obj, Object[] args)
        throws IllegalArgumentException, InvocationTargetException
    {
        // We can't inflate methods belonging to vm-anonymous classes because
        // that kind of class can't be referred to by name, hence can't be
        // found from the generated bytecode.
        if (++numInvocations > ReflectionFactory.inflationThreshold()
                && !ReflectUtil.isVMAnonymousClass(method.getDeclaringClass())) {
            // Java 版本的 MethodAccessor
            MethodAccessorImpl acc = (MethodAccessorImpl)
                new MethodAccessorGenerator().
                    generateMethod(method.getDeclaringClass(),
                                   method.getName(),
                                   method.getParameterTypes(),
                                   method.getReturnType(),
                                   method.getExceptionTypes(),
                                   method.getModifiers());
            parent.setDelegate(acc);
        }
 
        // Native 版本调用
        return invoke0(method, obj, args);
    }
 
    private static native Object invoke0(Method m, Object obj, Object[] args);
}

在 NativeMethodAccessorImpl 的实现中，我们可以看到，有一个 numInvocations 阀值控制，numInvocations 表示调用次数。如果 numInvocations 大于 15（默认阀值是 15），那么就使用 Java 版本的 MethodAccessorImpl。
为什么采用这个策略呢，可以 JDK 中的注释：
- Java 版本的 MethodAccessorImpl 调用效率比 Native 版本要快 20 倍以上，但是 Java 版本加载时要比 Native 多消耗 3-4 倍资源，所以默认会调用 Native 版本，如果调用次数超过 15 次以后，就会选择运行效率更高的 Java 版本。那为什么 Native 版本运行效率会没有 Java 版本高呢？
- 从 R 大博客来看，是因为这是HotSpot的优化方式带来的性能特性，同时也是许多虚拟机的共同点：跨越native边界会对优化有阻碍作用，它就像个黑箱一样让虚拟机难以分析也将其内联，于是运行时间长了之后反而是托管版本的代码更快些。

调用 MethodAccessor#invoke 实现方法的调用在生成 MethodAccessor 以后，就调用其 invoke 方法进行最终的反射调用。这里我们对 Java 版本的 MethodAccessorImpl 做个简单的分析，Native 版本暂时不做分析。在前面我们提到过 MethodAccessorImpl 是通过 MethodAccessorGenerator#generate 生成动态字节码然后动态加载到 JVM 中的。其中生成 invoke 方法字节码的是 MethodAccessorGenerator#emitInvoke。我们看其中校验参数的一小段代码：

// Iterate through incoming actual parameters, ensuring that each
// is compatible with the formal parameter type, and pushing the
// actual on the operand stack (unboxing and widening if necessary).

// num args of other invoke bytecodes
for (int i = 0; i < parameterTypes.length; i++) {
    // ...
    if (isPrimitive(paramType)) {
        // Unboxing code.
        // Put parameter into temporary local variable
        // astore_3 | astore_2
        // ...

        // repeat for all possible widening conversions:
        //   aload_3 | aload_2
        //   instanceof <primitive boxing type>
        //   ifeq <next unboxing label>
        //   aload_3 | aload_2
        //   checkcast <primitive boxing type> // Note: this is "redundant",
        //                                     // but necessary for the verifier
        //   invokevirtual <unboxing method>
        //   <widening conversion bytecode, if necessary>
        //   goto <next parameter label>
        // <next unboxing label:> ...
        // last unboxing label:
        //   new <IllegalArgumentException>
        //   dup
        //   invokespecial <IllegalArgumentException ctor>
        //   athrow
    }
}

通过上面的注释以及字节码，我们可以看到，生成的 invoke 方法，会对传入的参数做校验，其中会涉及到 unboxing 操作。

08.总结一下分析

详细一点介绍如下
- Method#invoke 方法会对参数做封装和解封操作
  - 我们可以看到，invoke 方法的参数是 Object[] 类型，也就是说，如果方法参数是简单类型的话，需要在此转化成 Object 类型，例如 long ,在 javac compile 的时候用了Long.valueOf() 转型，也就大量了生成了Long 的 Object, 同时传入的参数是Object[]数值,那还需要额外封装object数组。
  - 而在上面 MethodAccessorGenerator#emitInvoke 方法里我们看到，生成的字节码时，会把参数数组拆解开来，把参数恢复到没有被 Object[] 包装前的样子，同时还要对参数做校验，这里就涉及到了解封操作。因此，在反射调用的时候，因为封装和解封，产生了额外的不必要的内存浪费，当调用次数达到一定量的时候，还会导致 GC。
- 需要检查方法可见性
  - 通过上面的源码分析，我们会发现，反射时每次调用都必须检查方法的可见性（在 Method.invoke 里）
- 需要校验参数
  - 反射时也必须检查每个实际参数与形式参数的类型匹配性（在NativeMethodAccessorImpl.invoke0 里或者生成的 Java 版 MethodAccessor.invoke 里）；
- 反射方法难以内联
  - Method#invoke 就像是个独木桥一样，各处的反射调用都要挤过去，在调用点上收集到的类型信息就会很乱，影响内联程序的判断，使得 Method.invoke() 自身难以被内联到调用方。
- JIT 无法优化
  - 在 JavaDoc 中提到：Because reflection involves types that are dynamically resolved, certain Java virtual machine optimizations can not be performed. Consequently, reflective operations have slower performance than their non-reflective counterparts, and should be avoided in sections of code which are called frequently in performance-sensitive applications.
  - 因为反射涉及到动态加载的类型，所以无法进行优化。
反射的开销
- Class.forName，调用本地方法，耗时
Class.getMethod，遍历该类的共有方法，匹配不到，遍历父类共有方法，耗时，getMethod会返回得到结果的拷贝，应避免getMethods和getDeclardMethods方法，减少不必要堆空间消耗。
Method.invoke
- method.invoke(null, i);将invoke的参数改变时，查看其中字节码，发现多了新建Object数据和int类型装箱的指令。原因为：
- Method.invoke是一个变长参数方法，字节码层面它的最后一个参数是object数组，所以编译器会在方法调用处生成一个数据，传入；Object数组不能存储基本类型，所以会自动装箱
- 这两者都会带来性能开销，也会占用堆内存，加重gc负担。但是实际上述例子并不会触发gc，因为原本的反射调用被内联（别问我啥意思，因为我暂时也不知道），其创建的对象被虚拟机认为“不会逃逸”，此时会将其优化为栈上分配（非堆上分配），不会触发GC。

参考

JVM是如何实现反射的？
- https://time.geekbang.org/column/article/12192