MethodHandle与反射Method区别

2022-07-09  本文已影响0人  程序员札记

在《深入理解 java 虚拟机》第二版第 8 章，上提出了一个问题，简要描述如下：
在 Son 类中，调用 GrandFather 的 thinking 方法，打印 I 'm grandFather。

Son 类，GrandFather 类定义如下：

public class MethodHandleTest {

    class GrandFather{
        void thinking(){
            System.out.println("I 'm grandFather!");
        }
    }
    class Father extends GrandFather{
        void thinking(){
            System.out.println("I 'm father!");
        }
    }
    class Son extends Father{
        void thinking(){
            //实现祖父类的thinking(),打印 I 'm grandFather
        }
    }
}

针对这个问题，书中引出了 java.lang.invoke 包，下面简要介绍下

简介 java.lang.invoke 包

JDK1.7 之后，加入的 java.lang.invoke 包，该包提供了一种新的确定动态目标方法的机制，Method Handle.
Method Handle 使得 Java 拥有了类似函数指针或委托的方法别名的工具。

简单使用方式

举例说明如下：

例如 我们尝试调用：System.out.println 的方法，该方法在 JDK 中的定义如下：

           public void println(String x){
           ...
           }

获取 System.out.println 的 MethodType 对象，如下

        /**
         * MethodType代表方法的类型，包含方法的返回值（第一个参数），之后是按顺序的方法接收的参数
         * */
            MethodType mt= MethodType.methodType(void.class,String.class);

获取 System.out.println 的 MethodHandle 的（这里边有一个 findVirtual 方法，是用于执行虚方法的。）方式如下：

   /**
         * lookup方法来自于MethodHandles.Lookup
         * 用于在指定类（第一个参数），指定方法名称（第二个参数），指定方法类型（第三参数）查找
         * 符合访问权限的方法句柄
         * **/
        /**
         * 因为这里调用的是一个虚方法，
         * 按照java语言的规范，第一个参数是隐式的代表该该方法的接收者，就是this，这里由bindTo方法进行处理。
         * **/
        MethodHandles.lookup().findVirtual(receiver.getClass(),"println",mt).bindTo(receiver);

MethodHandles.Lookup 的 findXXX 方法说明

MethodHandle 方法 字节码 描述
findStatic invokestatic 调用静态方法
findSpecial invokespecial 调用实例构造方法，私有方法，父类方法。
findVirtual invokevirtual 调用所有的虚方法
findVirtual invokeinterface 调用接口方法，会在运行时再确定一个实现此接口的对象。

看了上边的简要说明，很自然的想法就是 MethodType 先描述下 thinking 方法，

之后使用 MethodHandles.lookup () 的 findSpecial 方法，在 GrandFather 上查找 thinking 方法进行执行。

书上的解法也类似，下面咱们就看看书上的解法。

关于引子书上的解法

public class MethodHandleTest {

    class GrandFather{
        void thinking(){
            System.out.println("I 'm grandFather!");
        }
    }
    class Father extends GrandFather{
        void thinking(){
            System.out.println("I 'm father!");
        }
    }
    class Son extends Father{
        void thinking() {
            //实现祖父类的thinking(),打印 I 'm grandFather
            MethodType mt=MethodType.methodType(void.class);
            try {
                MethodHandle md=MethodHandles.lookup().findSpecial(GrandFather.class, "thinking", mt,this.getClass());
                md.invoke(this);
            } catch (NoSuchMethodException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IllegalAccessException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (Throwable e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        MethodHandleTest.Son son=new MethodHandleTest().new Son();
        son.thinking();
    }
}

上述代码在 JDK1.7.0_09 上运行正常，运行结果是 I'm grandFather

image.png

但是 ** 该解法在 JDK1.8 下不行 **，运行结果是 I’m father

image.png

JDK1.8 为什么跟预想的不一致？

为什么 1.8 跟预想的不一致？ JDK8 规范说明有阐述

详细信息请查阅
https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/lang/invoke/MethodHandles.Lookup.html#findSpecial-java.lang.Class-java.lang.String-java.lang.invoke.MethodType-java.lang.Class

本人摘录其中的一段文字说明如下：

A lookup class which needs to create method handles will call MethodHandles.lookup to create a factory for itself.
When the Lookup factory object is created, the identity of the lookup class is determined,
and securely stored in the Lookup object.
The lookup class (or its delegates) may then use factory methods on the Lookup object to create method handles
for access-checked members.
This includes all methods, constructors, and fields which are allowed to the lookup class, even private ones.

简要翻译如下：

需要创建 method handles 的查找类将调用 MethodHandles.lookup 为它自己创建一个工厂。
当该工厂对象被查找类创建后，查找类的标识，安全信息将存储在其中。
查找类 (或它的委托) 将使用工厂方法在被查找对象上依据查找类的访问限制，创建 method handles。
可创建的方法包括：查找类所有允许访问的所有方法、构造函数和字段，甚至是私有方法。

简单说就是 ：JDK1.8 下 MethodHandles.lookup 是调用者敏感的，不同调用者访问权限不同，其结果也不同。
在本例中，在 Son 类中调用 MethodHandles.lookup，受到 Son 限制，仅仅能访问到 Father 类的 thinking。所以结果是：'I'm father'

在这里，各位看官，心中一定会有一个疑问：这个包与 java.lang.reflecct 包区别是什么？

与 java.lang.reflecct 包的区别

MethodHandle的使用方法和效果上与Reflection都有众多相似之处。不过，它们也有以下这些区别：

  1. 调用 invoke() 已经被JVM优化，类似直接调用一样。
    性能好得多，类似标准的方法调用。
  2. 当我们创建MethodHandle 对象时，实现方法执行权限检测(如2中的MethodHandles.Lookup上的三个方法findStatic()、findVirtual()、findSpecial())，而不是调用invoke() 时。
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