java反射到底有多慢

java反射慢吗

java反射慢,我想这个现象大家都知道,但是为什么慢,到底慢多少,这个好像还真没有人深究过,今天就来探索一下

先写benchmark

这是git仓库的地址
java-reflect-benchmark

影响反射快慢的方式有哪些

  1. 调用方式,使用Method还是MethodHandle
  2. 是否使用多态,即是使用接口调用,还是使用类调用
  3. 形参的数量,因为动态需要做检查,所以数量多了,就表现出来了
  4. 形参是对象还是primitive类型,因为涉及到装箱,拆箱
  5. jdk版本的差异,比如8 11 17 21等等

测试结果

我在自己机器上跑的,只是简要测试,并不太严谨,严谨的测试,应该专门找一个没有任何负载的物理机器,专门跑这个测试,才能排除一切的干扰,
不过最后的结果也很有参考价值,先上jdk8的

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Benchmark                                                Mode  Cnt  Score   Error  Units
ReflectTest.genericDirectCall                            avgt    3  0.239 ± 0.023  ns/op
ReflectTest.genericMethodHandleCall                      avgt    3  1.815 ± 0.236  ns/op
ReflectTest.genericReflectionCall                        avgt    3  2.139 ± 0.754  ns/op
ReflectTest.noParameterDirectCall                        avgt    3  0.237 ± 0.015  ns/op
ReflectTest.noParameterMethodHandleCall                  avgt    3  1.823 ± 0.198  ns/op
ReflectTest.noParameterTestReflectionCall                avgt    3  1.672 ± 0.452  ns/op
ReflectTest.oneObjectParameterDirectCall                 avgt    3  0.241 ± 0.022  ns/op
ReflectTest.oneObjectParameterMethodHandleCall           avgt    3  1.818 ± 0.304  ns/op
ReflectTest.oneObjectParameterReflectionCall             avgt    3  2.120 ± 1.026  ns/op
ReflectTest.oneParameterInterfaceMethodDirectCall        avgt    3  0.329 ± 0.052  ns/op
ReflectTest.oneParameterInterfaceMethodMethodHandleCall  avgt    3  1.839 ± 0.328  ns/op
ReflectTest.oneParameterInterfaceMethodReflectionCall    avgt    3  2.140 ± 0.625  ns/op
ReflectTest.onePrimateParameterDirectCall                avgt    3  0.246 ± 0.061  ns/op
ReflectTest.onePrimateParameterMethodHandleCall          avgt    3  1.786 ± 0.190  ns/op
ReflectTest.onePrimateParameterReflectionCall            avgt    3  2.275 ± 0.519  ns/op
ReflectTest.override1DirectCall1                         avgt    3  0.241 ± 0.028  ns/op
ReflectTest.override1DirectCall2                         avgt    3  0.249 ± 0.043  ns/op
ReflectTest.override1DirectCall3                         avgt    3  0.250 ± 0.020  ns/op
ReflectTest.override1MethodHandleCall1                   avgt    3  1.848 ± 0.648  ns/op
ReflectTest.override1MethodHandleCall2                   avgt    3  1.795 ± 0.229  ns/op
ReflectTest.override1MethodHandleCall3                   avgt    3  1.810 ± 0.086  ns/op
ReflectTest.override1ReflectionCall1                     avgt    3  2.049 ± 0.461  ns/op
ReflectTest.override1ReflectionCall2                     avgt    3  2.087 ± 0.063  ns/op
ReflectTest.override1ReflectionCall3                     avgt    3  2.549 ± 0.369  ns/op
ReflectTest.threeObjectParameterDirectCall               avgt    3  0.245 ± 0.023  ns/op
ReflectTest.threeObjectParameterMethodHandleCall         avgt    3  1.822 ± 0.097  ns/op
ReflectTest.threeObjectParameterReflectionCall           avgt    3  2.553 ± 0.175  ns/op
ReflectTest.threePrimateParameterDirectCall              avgt    3  0.246 ± 0.120  ns/op
ReflectTest.threePrimateParameterMethodHandleCall        avgt    3  1.820 ± 0.363  ns/op
ReflectTest.threePrimateParameterReflectionCall          avgt    3  4.038 ± 0.640  ns/op
ReflectTest.twoObjectParameterDirectCall                 avgt    3  0.253 ± 0.019  ns/op
ReflectTest.twoObjectParameterMethodHandleCall           avgt    3  1.797 ± 0.232  ns/op
ReflectTest.twoObjectParameterReflectionCall             avgt    3  2.175 ± 0.405  ns/op
ReflectTest.twoPrimateParameterDirectCall                avgt    3  0.249 ± 0.031  ns/op
ReflectTest.twoPrimateParameterMethodHandleCall          avgt    3  1.799 ± 0.207  ns/op
ReflectTest.twoPrimateParameterReflectionCall            avgt    3  2.980 ± 0.725  ns/op

这是jdk21的

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ReflectTest.genericDirectCall                            avgt    3  0.259 ± 0.111  ns/op
ReflectTest.genericMethodHandleCall                      avgt    3  2.092 ± 0.183  ns/op
ReflectTest.genericReflectionCall                        avgt    3  3.778 ± 0.286  ns/op
ReflectTest.noParameterDirectCall                        avgt    3  0.264 ± 0.095  ns/op
ReflectTest.noParameterMethodHandleCall                  avgt    3  1.936 ± 0.251  ns/op
ReflectTest.noParameterTestReflectionCall                avgt    3  3.522 ± 0.401  ns/op
ReflectTest.oneObjectParameterDirectCall                 avgt    3  0.258 ± 0.134  ns/op
ReflectTest.oneObjectParameterMethodHandleCall           avgt    3  1.997 ± 0.286  ns/op
ReflectTest.oneObjectParameterReflectionCall             avgt    3  3.738 ± 0.169  ns/op
ReflectTest.oneParameterInterfaceMethodDirectCall        avgt    3  0.400 ± 0.029  ns/op
ReflectTest.oneParameterInterfaceMethodMethodHandleCall  avgt    3  2.037 ± 0.350  ns/op
ReflectTest.oneParameterInterfaceMethodReflectionCall    avgt    3  4.038 ± 0.027  ns/op
ReflectTest.onePrimateParameterDirectCall                avgt    3  0.256 ± 0.020  ns/op
ReflectTest.onePrimateParameterMethodHandleCall          avgt    3  1.955 ± 0.053  ns/op
ReflectTest.onePrimateParameterReflectionCall            avgt    3  4.077 ± 0.326  ns/op
ReflectTest.override1DirectCall1                         avgt    3  0.265 ± 0.139  ns/op
ReflectTest.override1DirectCall2                         avgt    3  0.256 ± 0.028  ns/op
ReflectTest.override1DirectCall3                         avgt    3  0.256 ± 0.023  ns/op
ReflectTest.override1MethodHandleCall1                   avgt    3  1.993 ± 0.303  ns/op
ReflectTest.override1MethodHandleCall2                   avgt    3  2.086 ± 0.172  ns/op
ReflectTest.override1MethodHandleCall3                   avgt    3  2.085 ± 0.174  ns/op
ReflectTest.override1ReflectionCall1                     avgt    3  3.706 ± 0.149  ns/op
ReflectTest.override1ReflectionCall2                     avgt    3  3.830 ± 0.201  ns/op
ReflectTest.override1ReflectionCall3                     avgt    3  4.042 ± 0.418  ns/op
ReflectTest.threeObjectParameterDirectCall               avgt    3  0.272 ± 0.025  ns/op
ReflectTest.threeObjectParameterMethodHandleCall         avgt    3  2.095 ± 0.212  ns/op
ReflectTest.threeObjectParameterReflectionCall           avgt    3  4.038 ± 0.442  ns/op
ReflectTest.threePrimateParameterDirectCall              avgt    3  0.262 ± 0.067  ns/op
ReflectTest.threePrimateParameterMethodHandleCall        avgt    3  2.076 ± 0.121  ns/op
ReflectTest.threePrimateParameterReflectionCall          avgt    3  4.546 ± 2.780  ns/op
ReflectTest.twoObjectParameterDirectCall                 avgt    3  0.257 ± 0.016  ns/op
ReflectTest.twoObjectParameterMethodHandleCall           avgt    3  2.104 ± 0.344  ns/op
ReflectTest.twoObjectParameterReflectionCall             avgt    3  3.860 ± 0.397  ns/op
ReflectTest.twoPrimateParameterDirectCall                avgt    3  0.262 ± 0.081  ns/op
ReflectTest.twoPrimateParameterMethodHandleCall          avgt    3  1.990 ± 0.337  ns/op
ReflectTest.twoPrimateParameterReflectionCall            avgt    3  4.267 ± 0.496  ns/op

具体的结果,可以在git仓库的doc目录找到,而且这个项目开箱即用,如果想测试的话,自己本机测试跑跑也可以的

结论

  1. 反射从微观层面来说,增加了至少7.69倍的调用时间(最简单的无形参调用),如果是原始类型的多形参调用,以3个原始类型为例,竟然可以是16.14倍,从微观层面讲,的确反射很慢
  2. 反射,装箱,拆箱的话,效率更低,的确原始类型的拆箱装箱大量调用,对性能有一定的损耗
  3. MethodHandle相比Method的确存在优化,在jdk21的时候,一些反射耗时较长的时候,竟然能达到它的一半
  4. 反射从微观层面讲,一个方法的调用增加了7.69~16.14倍的调用时间,但是实际情况下,方法如果本身的执行时间比较长,这个时间其实是可以忽略的,因为本身方法的调用时间就不长,
    但是如果是大量耗时十分短的方法,长时间大量调用,这个就比较可观了
  5. 现在编程的环境,开发效率大于执行效率,反射其实是个非常强大的特性,经常被框架大量使用
  6. spring就重度使用反射,几乎spring的所有功能都依赖反射,但是spring的效率低下,反射只是其中一个原因

后话

总体来说,java反射的慢是可以接受的,但是,现在去反射也有这样的框架,比如micronaut,就通过annotationProcessor生成静态的类,然后避免了反射,启动速度大幅降低,
如果能消除反射,程序的性能也是可以得到一定程度的提高的