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一文读懂《Effective Java》第53条:接口优先于反射机制

给定一个Class实例,我们可以获得Constructor(构造器)、Method(方法)和Field(域),而这些对象提供了“通过程序来访问类的成员变量、域类型、方法签名等信息”的能力。通过调用Constructor、Method、Field实例上的方法,可以:构造底层类的实例、调用底层类的方法、访问底层类中的域。例如,Method.invoke 使你可以调用任何类的任何对象上的任何方法(遵从常规的安全限制);反射机制甚至能允许一个类使用另一个类,即使当前者被编译时后者还根本不存在(实例化)。

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反射机制使用的代价
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使用反射机制能力,是要付出一些代价的:

  • 丧失了编译时类型检查的好处。(如果程序企图使用反射访问不存在的或者不可访问的方法,运行时便会失败抛出异常,除非我们采取特别的预防措施)
  • 执行反射访问所需要的代码非常笨拙和冗长。(反射代码块的可阅读性是非常低的)
  • 性能损失。(反射方法调用比普通方法调用慢了许多,具体慢了多少,是受到多个因素的影响的,包括虚拟机被分配的内存/堆栈使用情况/当前CPU使用情况等等,书作者给了一个大概的说法:速度差异可能小到2倍,也可能大到50倍)
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反射应用描述

下面举个例子:创建一个Set<String> 实例,它的类是由第一个命令行参数指定的,然后将剩余参数插入到集合里面。

public class ReflectClass {              public static void main(String[] args) {              Class<?> c1 = null;              try {              c1 = Class.forName(args[0]);              } catch (ClassNotFoundException e) {              System.err.println("Class not found.");              System.exit(1);              }                  Set<String> s = null;              try {              s = (Set<String>) c1.newInstance();              } catch (InstantiationException e) {              e.printStackTrace();              } catch (IllegalAccessException e) {              e.printStackTrace();              }                  s.addAll(Arrays.asList(args).subList(1, args.length));              System.out.println(s);              }              }               

输出结果:

[1,2,3,45]           
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这个程序像一个“玩偶”,但它演示的这种方法时很强大的:

  • 通用的集合测试器,通过侵入式操作一个或多个集合实例,并检查是否遵守Set 接口的约定
  • 缺点一:反射的使用可能导致3个运行时错误,如果不使用反射方式的实例化,那么这3个错误都会成为编译时错误
  • 缺点二:根据类名生成它的实例,需要20行冗长的代码,而调用一个构造器可以非常间接地使用一行代码。一旦对象被实例化,它与其他的Set 实例就难以区分。
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总结

反射机制是一种功能强大的机制,对于特定的复杂系统编程任务,它是非常必要的,但也有一些缺点。如果你编写的程序必须要与编译时未知的类一起工作,如有可能,就应该仅仅使用反射机制来实例化对象,而访问对象时则使用编译时已知的某个接口或超类。

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