反射之深刻理解Constructor原理

知其然，知其因此然

0. 前言

在上一篇《反射從入門到精通之深刻了解Class類》，咱們深刻分析了一下 Class 類的原理。在本篇文章，咱們分析一下 Constructor 使用方法的原理。

1. Constructor

經過反射調用構造函數有兩種方法：

• 調用無參構造函數：Class.newInstance()
• 調用帶參數的構造函數：
• 經過 Class 類獲取 Constructor
• 調用 Constructor 中的 newInstance(Object … initarges) 方法

具體能夠詳見《反射從0到入門》，知道了這些咱們深刻了解下 Constructor 中的 newInstance(Object … initarges) 方法。

1.1 newInstance

想要了解原理，第一步就是要看懂 jdk 的註釋，newInstance 的註釋以下：

（打擾了，看不懂這個，全劇終。。。）

別走，我來給大家翻譯（Google 翻譯真香）

使用 Constructor 表明構造函數，根據參數建立而且初始化一個實例。各個參數將自動拆箱以匹配原始形式參數，而且原始參數和引用參數必須根據須要進行方法調用轉換。

要獲取無參構造函數，參數長度能夠爲 0 或者是 null

調用非靜態內部類，參數該。。。（此處不翻譯）

訪問經過而且參數檢查成功，將繼續進行實例化。若是構造函數的聲明類沒有初始化，須要初始化

構造函數完成，返回新建立而且初始化好的實例

根據小李這段粗糙的翻譯中，能夠獲得下面幾個關鍵的內容：

• 根據參數建立初始化實例，參數有匹配的規則；
• 獲取無參構造函數，參數長度能夠爲 0 或者 null；
• 有訪問權限而且對參數進行檢查，須要獲取到構造函數的聲明類；

知道了這些咱們來解讀一下 newInstance() 的源碼，看下圖：

源碼能夠拆分爲三塊：

1. 校驗權限：校驗權限就不在此分析了，你們能夠自行查看源碼
2. 獲取構造函數的聲明類
3. 建立實體

獲取構造函數的聲明類

構造函數聲明類 ConstructorAccessor 是一個接口，以下圖所示：

查看下接口的實現類以下結構（虛線表明實現接口，藍色線表明繼承，那白線是什麼鬼？）

從圖中可知實現類都是繼承了 ConstructorAccessorImpl 抽象類，而且實現了 newInstance() 方法。

那到底使用哪一個實現類那呢？我們繼續往下看

若是 ConstructorAccessor 已經被建立了，獲取並賦值。若是沒有則經過 newConstructorAccessor 方法建立 ConstructorAccessor。newConstructorAccessor 方法以下：

newConstructorAccessor 分爲三部分：

1. 檢查是否初始化

這是反射工廠（ReflectionFactory）檢查初始化狀態，若是沒有初始化會進行下面用紅線圈上的操做。

那大概猜一下這塊是作什麼呢？

首先，inflation 字面理解是通脹或者膨脹，那 noInflation 按字面理解也是不膨脹。

Threshold 字面理解是閾值，inflationThreshold 按字面理解是通脹閾值，就是一個通脹的界限值。

按照字面理解可知 noInflation 來判斷是否通脹，inflationThreshold 是一個通脹的界限值。

問問度娘，驗證下我們的結果：

JNI（Java Native Interface），經過使用 Java 本地接口書寫程序，能夠確保代碼在不一樣的平臺上方便移植。

猜的差很少，JVM 有兩種方法來訪問有關反射的類的信息，可使用 JNI 讀取器或者 Java 字節碼存取器。inflationThreshold 是使用 JNI 存取器的次數，值爲 0 表示永不從 JNI 存取器讀取。若是想強制使用 Java 字節碼存取器，能夠設置 noInflation 爲 true。

inflationThreshold 默認值是 15，若是不對 inflationThreshold 進行修改，JVM 訪問反射的類的信息會先從 JNI 存取器讀取 15次以後纔會使用 Java 字節碼存取器

這就能夠解釋通爲何要有一個初始化檢測的操做了。

從這部分能夠學到一些小知識：

咱們可使用 -D= 來設置系統屬性，經過 System.getProperty("屬性名稱") 來獲取屬性值。

2. 獲取當前類的 Class 實例

3. 根據條件獲取 ConstructorAccessor

   這麼多 if 條件判斷，不要慌，我來幫你分析一波：

• 第 1 步，校驗在第二步獲取的 Class 實例是否是抽象類，若是是抽象類就拋出異常。

• 第 2 步，判斷是不是 Class 實例，由於 Class 實例的構造函數是 private，因此這塊也須要拋出異常。

• 第 3 步，判斷這個 Class 實例是否繼承 ConstructorAccessorImpl，若是是父子關係，就調用 BootstrapConstructorAccessorImpl 建立 ConstructorAccessor，這個方法是調用 native 方法，底層用 c++ 實現的本地接口。

• 第 4 步，若是 noInflation 爲 true 而且 Class 實例不是匿名的，須要調用 MethodAccessorGenerator.generateConstructor() 建立 ConstructorAccessor，具體的細節就不分析了，原理仍是經過讀取二進制文件，將 Class 實例加載進來，而後根據一些條件獲取到想要的 Constructor。

• 第 5 步，上面的條件都不知足，就調用 NativeConstructorAccessorImpl，看下這個方法的源碼：

  ​ 調用次數和 inflationThreshold 比較，若是大於inflationThreshold（默認是 15 次），調用的方法是否是和第四步是相同的。

  ​ 若是小於等於 inflationThreshold ，就要調用 newInstance0 方法，newInstance0 是 native 方法，調用的就是本地接口。

  ​ 其實第一步初始化的時候就是爲了在這裏作鋪墊呢。

  ​ 到這裏尚未完事，還有一個 DelegatingConstructorAccessorImpl 方法。

  ​ 那這一塊使用了一手代理模式，把 NativeConstructorAccessorImpl 放入到 DelegatingConstructorAccessorImpl 的 delegate 中。newInstance 調用的是 delegate 的 newInstance 方法。

  ​ 還記得我最開始問白線是作什麼的，這回解惑了吧。

內容有點多，我畫個圖帶大家梳理一下：

圖片連接

建立實例

上一步獲取到了 ConstructorAccessor 的實現類，直接調用 newInstance 方法去建立實例。

2. 總結

咱們回顧下前面的內容：

首先咱們根據 jdk 提供的註釋知道 newInstance 能夠根據參數進行初始化並返回實例，想要獲取實例必需要獲取到構造函數的聲明類 ConstructorAccessor ，隨後咱們就深刻分析了 ConstructorAccessor 。

ConstructorAccessor 有一個抽象類 ConstructorAccessorImpl，其它的實現類須要繼承 ConstructorAccessorImpl，分別是下面幾個實現類：

• InstantiationExceptionConstructorAccessorImpl：將異常信息存起來，調用 newInstance 會拋出 InstantiationException 異常。

• BootstrapConstructorAccessorImpl：當須要建立的 Class 實例和 ConstructorAccessorImpl 是父子關係，就要返回 BootstrapConstructorAccessorImpl，調用的是底層的方法，經過 C++ 編寫。

• SerializationConstructorAccessorImpl：也是一個抽象類，當 JVM 從 Java字節碼進行讀取，會返回這個實現類。

• NativeConstructorAccessorImpl：調用本地接口方法建立 ConstructorAccessor ，須要根據調用次數和inflationThreshold 作比較，inflationThreshold 的默認值是 15，能夠經過-Dsun.reflect.inflationThreshold=來修改默認值。

  當調用次數大於 15次的時候，JVM 從 Java字節碼進行獲取。反之，從本地接口進行獲取。

• DelegatingConstructorAccessorImpl：代理類，是 NativeConstructorAccessorImpl 的父類。

獲取到了 ConstructorAccessor，經過調用 newInstance() 方法來建立實例。

3. 彩蛋

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公衆號：Java知識學堂，裏面有我最近整理的反射相關內容，但願能對你們有所幫助。