面试题：为什么大家都说 Java 反射慢，它到底慢在哪？-编程知识

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前言
反射真的存在性能问题吗？
反射到底慢在哪？
如果避免反射导致的性能问题？
总结

前言

反射具体是怎么影响性能的？这引起了我的反思。是啊，在阐述某个观点时确实有必要说明原因，并且证明这个观点是对的，虽然反射影响性能人尽皆知，我曾经也真的研究过反射是否存在性能问题，但并没有在写文章的时候详细说明。
这让我想到网上很多信息只会告诉你结论，并不会说明原因，导致很多学到的东西都是死记硬背，而不是真正掌握，别人一问或者自己亲身遇到同样的问题时，傻眼了。

反射真的存在性能问题吗？

为了放大问题，找到共性，采用逐渐扩大测试次数、每次测试多次取平均值的方式，针对同一个方法分别就直接调用该方法、反射调用该方法、直接调用该方法对应的实例、反射调用该方法对应的实例分别从1-1000000，每隔一个数量级测试一次：
测试代码如下（Person、ICompany、ProgramMonkey这三个类已在之前的文章中贴出）：

public class ReflectionPerformanceActivity extends Activity{  private TextView mExecuteResultTxtView = null;  private EditText mExecuteCountEditTxt = null;  private Executor mPerformanceExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();  private static final int AVERAGE_COUNT = 10;  @Override  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState){  super.onCreate(savedInstanceState);  setContentView(R.layout.activity_reflection_performance_layout);  mExecuteResultTxtView = (TextView)findViewById(R.id.executeResultTxtId);  mExecuteCountEditTxt = (EditText)findViewById(R.id.executeCountEditTxtId);  }  public void onClick(View v){  switch(v.getId()){  case R.id.executeBtnId:{  execute();  }  break;  default:{  }  break;  }  }  private void execute(){  mExecuteResultTxtView.setText("");  mPerformanceExecutor.execute(new Runnable(){  @Override  public void run(){  long costTime = 0;  int executeCount = Integer.parseInt(mExecuteCountEditTxt.getText().toString());  long reflectMethodCostTime=0,normalMethodCostTime=0,reflectFieldCostTime=0,normalFieldCostTime=0;  updateResultTextView(executeCount + "毫秒耗时情况测试");  for(int index = 0; index < AVERAGE_COUNT; index++){  updateResultTextView("第 " + (index+1) + " 次");  costTime = getNormalCallCostTime(executeCount);  reflectMethodCostTime += costTime;  updateResultTextView("执行直接调用方法耗时：" + costTime + " 毫秒");  costTime = getReflectCallMethodCostTime(executeCount);  normalMethodCostTime += costTime;  updateResultTextView("执行反射调用方法耗时：" + costTime + " 毫秒");  costTime = getNormalFieldCostTime(executeCount);  reflectFieldCostTime += costTime;  updateResultTextView("执行普通调用实例耗时：" + costTime + " 毫秒");  costTime = getReflectCallFieldCostTime(executeCount);  normalFieldCostTime += costTime;  updateResultTextView("执行反射调用实例耗时：" + costTime + " 毫秒");  }  updateResultTextView("执行直接调用方法平均耗时：" + reflectMethodCostTime/AVERAGE_COUNT + " 毫秒");  updateResultTextView("执行反射调用方法平均耗时：" + normalMethodCostTime/AVERAGE_COUNT + " 毫秒");  updateResultTextView("执行普通调用实例平均耗时：" + reflectFieldCostTime/AVERAGE_COUNT + " 毫秒");  updateResultTextView("执行反射调用实例平均耗时：" + normalFieldCostTime/AVERAGE_COUNT + " 毫秒");  }  });  }  private long getReflectCallMethodCostTime(int count){  long startTime = System.currentTimeMillis();  for(int index = 0 ; index < count; index++){  ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12);  try{  Method setmLanguageMethod = programMonkey.getClass().getMethod("setmLanguage", String.class);  setmLanguageMethod.setAccessible(true);  setmLanguageMethod.invoke(programMonkey, "Java");  }catch(IllegalAccessException e){  e.printStackTrace();  }catch(InvocationTargetException e){  e.printStackTrace();  }catch(NoSuchMethodException e){  e.printStackTrace();  }  }  return System.currentTimeMillis()-startTime;  }  private long getReflectCallFieldCostTime(int count){  long startTime = System.currentTimeMillis();  for(int index = 0 ; index < count; index++){  ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12);  try{  Field ageField = programMonkey.getClass().getDeclaredField("mLanguage");  ageField.set(programMonkey, "Java");  }catch(NoSuchFieldException e){  e.printStackTrace();  }catch(IllegalAccessException e){  e.printStackTrace();  }  }  return System.currentTimeMillis()-startTime;  }  private long getNormalCallCostTime(int count){  long startTime = System.currentTimeMillis();  for(int index = 0 ; index < count; index++){  ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12);  programMonkey.setmLanguage("Java");  }  return System.currentTimeMillis()-startTime;  }  private long getNormalFieldCostTime(int count){  long startTime = System.currentTimeMillis();  for(int index = 0 ; index < count; index++){  ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12);  programMonkey.mLanguage = "Java";  }  return System.currentTimeMillis()-startTime;  }  private void updateResultTextView(final String content){  ReflectionPerformanceActivity.this.runOnUiThread(new Runnable(){  @Override  public void run(){  mExecuteResultTxtView.append(content);  mExecuteResultTxtView.append("\n");  }  });  }  
}

测试结果如下：
在这里插入图片描述
反射性能测试结果

测试结论：

反射的确会导致性能问题；
反射导致的性能问题是否严重跟使用的次数有关系，如果控制在100次以内，基本上没什么差别，如果调用次数超过了100次，性能差异会很明显；
四种访问方式，直接访问实例的方式效率最高；其次是直接调用方法的方式，耗时约为直接调用实例的1.4倍；接着是通过反射访问实例的方式，耗时约为直接访问实例的3.75倍；最慢的是通过反射访问方法的方式，耗时约为直接访问实例的6.2倍；

反射到底慢在哪？

跟踪源码可以发现，四个方法中都存在实例化ProgramMonkey的代码，所以可以排除是这句话导致的不同调用方式产生的性能差异；通过反射调用方法中调用了setAccessible方法，但该方法纯粹只是设置属性值，不会产生明显的性能差异；所以最有可能产生性能差异的只有getMethod和getDeclaredField、invoke和set方法了，下面分别就这两组方法进行测试，找到具体慢在哪？

首先测试invoke和set方法，修改getReflectCallMethodCostTime和getReflectCallFieldCostTime方法的代码如下：

    private long getReflectCallMethodCostTime(int count){  long startTime = System.currentTimeMillis();  ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12);  Method setmLanguageMethod = null;  try{  setmLanguageMethod = programMonkey.getClass().getMethod("setmLanguage", String.class);  setmLanguageMethod.setAccessible(true);  }catch(NoSuchMethodException e){  e.printStackTrace();  }  for(int index = 0 ; index < count; index++){  try{  setmLanguageMethod.invoke(programMonkey, "Java");  }catch(IllegalAccessException e){  e.printStackTrace();  }catch(InvocationTargetException e){  e.printStackTrace();  }  }  return System.currentTimeMillis()-startTime;  }  private long getReflectCallFieldCostTime(int count){  long startTime = System.currentTimeMillis();  ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12);  Field ageField = null;  try{  ageField = programMonkey.getClass().getDeclaredField("mLanguage");  }catch(NoSuchFieldException e){  e.printStackTrace();  }  for(int index = 0 ; index < count; index++){  try{  ageField.set(programMonkey, "Java");  }catch(IllegalAccessException e){  e.printStackTrace();  }  }  return System.currentTimeMillis()-startTime;  }

沿用上面的测试方法，测试结果如下：
在这里插入图片描述

invoke和set
修改getReflectCallMethodCostTime和getReflectCallFieldCostTime方法的代码如下，对getMethod和getDeclaredField进行测试：

private long getReflectCallMethodCostTime(int count){  long startTime = System.currentTimeMillis();  ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12);  for(int index = 0 ; index < count; index++){  try{  Method setmLanguageMethod = programMonkey.getClass().getMethod("setmLanguage", String.class);  }catch(NoSuchMethodException e){  e.printStackTrace();  }  }  return System.currentTimeMillis()-startTime;  
}  private long getReflectCallFieldCostTime(int count){  long startTime = System.currentTimeMillis();  ProgramMonkey programMonkey = new ProgramMonkey("小明", "男", 12);  for(int index = 0 ; index < count; index++){  try{  Field ageField = programMonkey.getClass().getDeclaredField("mLanguage");  }catch(NoSuchFieldException e){  e.printStackTrace();  }  }  return System.currentTimeMillis()-startTime;  
}