Java编程 的动态性,第 2部分: 引入反射 2008-08-25 21:12

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反射使您的程序代码能够接入装载到JVM中的类的内部信息,允许您编写与执行时,而不是源代码中选定的类协作的代码。这使反射成为构建灵活的应用的主要工具。但需注意的是 --如果使用不当,反射的成本很高。在Java平台系列的第2部分中,软件顾问Dennis Sosnoski介绍了如何使用反射,以及某些相关的成本。您还将找到JavaReflection API如何使您能够在运行时关联对象。

在“ Java编程的动态性,第1部分,”我为您介绍了Java编程类和类装入。该篇文章介绍了一些Java二进制类格式的相关信息。这个月我将阐述使用Java反射API来在运行时接入和使用一些相同信息的基础。为了使已经熟知反射基础的开发人员关注本文,我将在文章中包括反射性能如何与直接接入相比较。

使用反射不同于常规的Java编程,其中它与 元数据--描述其它数据的数据协作。Java语言反射接入的特殊类型的原数据是JVM中类和对象的描述。反射使您能够运行时接入广泛的类信息。它甚至使您能够读写字段,调用运行时选择的类的方法。

反射是一种强大的工具。它使您能够创建灵活的代码,这些代码可以在运行时装配,无需在组件之间进行源代表链接。但反射的某些方面存在一些疑问。在本文中,我将深入讨论为什么您可能 希望在程序中使用反射,以及您应该这样做的理由。在了解了权衡性分析之后,您可以自行决定是否利大于弊。

类和类装入” (2003年4月)

Class clas = MyClass.class;

当您使用这一项技术时,装入类涉及的所有工作在幕后进行。但是,如果您需要在运行时从某些外部源读取类名,这种方法并不适合。实际上,您需要使用一个类装入器来查找类信息。以下介绍一种方法:

// "name" is the class name to loadClass clas = null;try { clas = Class.forName(name);} catch (ClassNotFoundException ex) { // handle exception case}// use the loaded class

如果已经装入了类,您将得到现有的

Class

信息。如果类未被装入,类装入器将现在装入并返回新创建的类实例。

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清单 1

TwoString

类的一个实例上使用反射来显示安全性正在运行:

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参考资料,完整代码链接)。

清单7是字段接入性能测试的一个摘用,包括基本的测试方法。每种方法测试字段接入的一种形式 --

accessSame

与同一对象的成员字段协作,

accessOther

使用可直接接入的另一对象的字段,

accessReflection

使用可通过反射接入的另一对象的字段。在每种情况下,方法执行相同的计算 -- 循环中简单的加/乘顺序。

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结束语

Java语言反射提供一种动态链接程序组件的多功能方法。它允许程序创建和控制任何类的对象(根据安全性限制),无需提前硬编码目标类。这些特性使得反射特别适用于创建以非常普通的方式与对象协作的库。例如,反射经常在持续存储对象为数据库、XML或其它外部格式的框架中使用。

反射有两个缺点。第一个是性能问题。当用于字段和方法接入时反射要远慢于直接代码。性能问题的程度取决于程序中是如何使用反射的。如果它作为程序运行中相对很少涉及的部分,缓慢的性能将不会是一个问题。即使测试中最坏情况下的计时图显示的反射操作只耗用几微秒。仅反射在性能关键的应用的核心逻辑中使用时性能问题才变得至关重要。

许多应用更严重的一个缺点是使用反射会模糊程序内部实际要发生的事情。程序人员希望在源代码中看到程序的逻辑,反射等绕过了源代码的技术会带来维护问题。反射代码比相应的直接代码更复杂,正如性能比较的代码实例中看到的一样。解决这些问题的最佳方案是保守地使用反射-- 仅在它可以真正增加灵活性的地方 -- 记录其在目标类中的使用。

在下一部分,我将提供如何使用反射的更详细实例。这种实例提供一个处理Java应用命令行参数的API,一种您可能发现适用于自己应用的工具。它还基于反射的优势来创建,同时避免其弱点。反射是否能简化您的命令行处理?您可以在 Java编程的动态性第3部分找到答案。

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