Java - 调用 method.invoke() 方法

xhz

调用 method.invoke() 方法
   @CallerSensitive
    public Object invoke(Object obj, Object... args)
        throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException,
           InvocationTargetException
    {
        if (!override) {
            if (!Reflection.quickCheckMemberAccess(clazz, modifiers)) {
                Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();
                checkAccess(caller, clazz, obj, modifiers);
            }
        }
        MethodAccessor ma = methodAccessor;             // read volatile
        if (ma == null) {
            ma = acquireMethodAccessor();
        }
        return ma.invoke(obj, args);
    }

invoke时，是通过 MethodAccessor 进行调用的，而 MethodAccessor 是个接口，在第一次时调用 acquireMethodAccessor() 进行新创建。

    // probably make the implementation more scalable.
    private MethodAccessor acquireMethodAccessor() {
        // First check to see if one has been created yet, and take it
        // if so
        MethodAccessor tmp = null;
        if (root != null) tmp = root.getMethodAccessor();
        if (tmp != null) {
            // 存在缓存时，存入 methodAccessor，否则调用 ReflectionFactory 创建新的 MethodAccessor
            methodAccessor = tmp;
        } else {
            // Otherwise fabricate one and propagate it up to the root
            tmp = reflectionFactory.newMethodAccessor(this);
            setMethodAccessor(tmp);
        }

        return tmp;
    }
    // sun.reflect.ReflectionFactory
    public MethodAccessor newMethodAccessor(Method method) {
        checkInitted();

        if (noInflation && !ReflectUtil.isVMAnonymousClass(method.getDeclaringClass())) {
            return new MethodAccessorGenerator().
                generateMethod(method.getDeclaringClass(),
                               method.getName(),
                               method.getParameterTypes(),
                               method.getReturnType(),
                               method.getExceptionTypes(),
                               method.getModifiers());
        } else {
            NativeMethodAccessorImpl acc =
                new NativeMethodAccessorImpl(method);
            DelegatingMethodAccessorImpl res =
                new DelegatingMethodAccessorImpl(acc);
            acc.setParent(res);
            return res;
        }
    }

两个Accessor详情：

//     NativeMethodAccessorImpl / DelegatingMethodAccessorImpl
class NativeMethodAccessorImpl extends MethodAccessorImpl {
    private final Method method;
    private DelegatingMethodAccessorImpl parent;
    private int numInvocations;

    NativeMethodAccessorImpl(Method method) {
        this.method = method;
    }

    public Object invoke(Object obj, Object[] args)
        throws IllegalArgumentException, InvocationTargetException
    {
        // We can't inflate methods belonging to vm-anonymous classes because
        // that kind of class can't be referred to by name, hence can't be
        // found from the generated bytecode.
        if (++numInvocations > ReflectionFactory.inflationThreshold()
                && !ReflectUtil.isVMAnonymousClass(method.getDeclaringClass())) {
            MethodAccessorImpl acc = (MethodAccessorImpl)
                new MethodAccessorGenerator().
                    generateMethod(method.getDeclaringClass(),
                                   method.getName(),
                                   method.getParameterTypes(),
                                   method.getReturnType(),
                                   method.getExceptionTypes(),
                                   method.getModifiers());
            parent.setDelegate(acc);
        }

        return invoke0(method, obj, args);
    }

    void setParent(DelegatingMethodAccessorImpl parent) {
        this.parent = parent;
    }

    private static native Object invoke0(Method m, Object obj, Object[] args);
}
class DelegatingMethodAccessorImpl extends MethodAccessorImpl {
    private MethodAccessorImpl delegate;

    DelegatingMethodAccessorImpl(MethodAccessorImpl delegate) {
        setDelegate(delegate);
    }

    public Object invoke(Object obj, Object[] args)
        throws IllegalArgumentException, InvocationTargetException
    {
        return delegate.invoke(obj, args);
    }

    void setDelegate(MethodAccessorImpl delegate) {
        this.delegate = delegate;
    }
}

进行 ma.invoke(obj, args); 调用时，调用 DelegatingMethodAccessorImpl.invoke();

最后被委托到 NativeMethodAccessorImpl.invoke(), 即：

    public Object invoke(Object obj, Object[] args)
        throws IllegalArgumentException, InvocationTargetException
    {
        // We can't inflate methods belonging to vm-anonymous classes because
        // that kind of class can't be referred to by name, hence can't be
        // found from the generated bytecode.
        if (++numInvocations > ReflectionFactory.inflationThreshold()
                && !ReflectUtil.isVMAnonymousClass(method.getDeclaringClass())) {
            MethodAccessorImpl acc = (MethodAccessorImpl)
                new MethodAccessorGenerator().
                    generateMethod(method.getDeclaringClass(),
                                   method.getName(),
                                   method.getParameterTypes(),
                                   method.getReturnType(),
                                   method.getExceptionTypes(),
                                   method.getModifiers());
            parent.setDelegate(acc);
        }

        // invoke0 是个 native 方法，由jvm进行调用业务方法。从而完成反射调用功能。
        return invoke0(method, obj, args);
    }

其中， generateMethod() 是生成具体类的方法：

    /** This routine is not thread-safe */
    public MethodAccessor generateMethod(Class<?> declaringClass,
                                         String   name,
                                         Class<?>[] parameterTypes,
                                         Class<?>   returnType,
                                         Class<?>[] checkedExceptions,
                                         int modifiers)
    {
        return (MethodAccessor) generate(declaringClass,
                                         name,
                                         parameterTypes,
                                         returnType,
                                         checkedExceptions,
                                         modifiers,
                                         false,
                                         false,
                                         null);
    }

generate() 戳详情。

    /** This routine is not thread-safe */
    private MagicAccessorImpl generate(final Class<?> declaringClass,
                                       String name,
                                       Class<?>[] parameterTypes,
                                       Class<?>   returnType,
                                       Class<?>[] checkedExceptions,
                                       int modifiers,
                                       boolean isConstructor,
                                       boolean forSerialization,
                                       Class<?> serializationTargetClass)
    {
        ByteVector vec = ByteVectorFactory.create();
        asm = new ClassFileAssembler(vec);
        this.declaringClass = declaringClass;
        this.parameterTypes = parameterTypes;
        this.returnType = returnType;
        this.modifiers = modifiers;
        this.isConstructor = isConstructor;
        this.forSerialization = forSerialization;

        asm.emitMagicAndVersion();

        // Constant pool entries:
        // ( * = Boxing information: optional)
        // (+  = Shared entries provided by AccessorGenerator)
        // (^  = Only present if generating SerializationConstructorAccessor)
        //     [UTF-8] [This class's name]
        //     [CONSTANT_Class_info] for above
        //     [UTF-8] "sun/reflect/{MethodAccessorImpl,ConstructorAccessorImpl,SerializationConstructorAccessorImpl}"
        //     [CONSTANT_Class_info] for above
        //     [UTF-8] [Target class's name]
        //     [CONSTANT_Class_info] for above
        // ^   [UTF-8] [Serialization: Class's name in which to invoke constructor]
        // ^   [CONSTANT_Class_info] for above
        //     [UTF-8] target method or constructor name
        //     [UTF-8] target method or constructor signature
        //     [CONSTANT_NameAndType_info] for above
        //     [CONSTANT_Methodref_info or CONSTANT_InterfaceMethodref_info] for target method
        //     [UTF-8] "invoke" or "newInstance"
        //     [UTF-8] invoke or newInstance descriptor
        //     [UTF-8] descriptor for type of non-primitive parameter 1
        //     [CONSTANT_Class_info] for type of non-primitive parameter 1
        //     ...
        //     [UTF-8] descriptor for type of non-primitive parameter n
        //     [CONSTANT_Class_info] for type of non-primitive parameter n
        // +   [UTF-8] "java/lang/Exception"
        // +   [CONSTANT_Class_info] for above
        // +   [UTF-8] "java/lang/ClassCastException"
        // +   [CONSTANT_Class_info] for above
        // +   [UTF-8] "java/lang/NullPointerException"
        // +   [CONSTANT_Class_info] for above
        // +   [UTF-8] "java/lang/IllegalArgumentException"
        // +   [CONSTANT_Class_info] for above
        // +   [UTF-8] "java/lang/InvocationTargetException"
        // +   [CONSTANT_Class_info] for above
        // +   [UTF-8] "<init>"
        // +   [UTF-8] "()V"
        // +   [CONSTANT_NameAndType_info] for above
        // +   [CONSTANT_Methodref_info] for NullPointerException's constructor
        // +   [CONSTANT_Methodref_info] for IllegalArgumentException's constructor
        // +   [UTF-8] "(Ljava/lang/String;)V"
        // +   [CONSTANT_NameAndType_info] for "<init>(Ljava/lang/String;)V"
        // +   [CONSTANT_Methodref_info] for IllegalArgumentException's constructor taking a String
        // +   [UTF-8] "(Ljava/lang/Throwable;)V"
        // +   [CONSTANT_NameAndType_info] for "<init>(Ljava/lang/Throwable;)V"
        // +   [CONSTANT_Methodref_info] for InvocationTargetException's constructor
        // +   [CONSTANT_Methodref_info] for "super()"
        // +   [UTF-8] "java/lang/Object"
        // +   [CONSTANT_Class_info] for above
        // +   [UTF-8] "toString"
        // +   [UTF-8] "()Ljava/lang/String;"
        // +   [CONSTANT_NameAndType_info] for "toString()Ljava/lang/String;"
        // +   [CONSTANT_Methodref_info] for Object's toString method
        // +   [UTF-8] "Code"
        // +   [UTF-8] "Exceptions"
        //  *  [UTF-8] "java/lang/Boolean"
        //  *  [CONSTANT_Class_info] for above
        //  *  [UTF-8] "(Z)V"
        //  *  [CONSTANT_NameAndType_info] for above
        //  *  [CONSTANT_Methodref_info] for above
        //  *  [UTF-8] "booleanValue"
        //  *  [UTF-8] "()Z"
        //  *  [CONSTANT_NameAndType_info] for above
        //  *  [CONSTANT_Methodref_info] for above
        //  *  [UTF-8] "java/lang/Byte"
        //  *  [CONSTANT_Class_info] for above
        //  *  [UTF-8] "(B)V"
        //  *  [CONSTANT_NameAndType_info] for above
        //  *  [CONSTANT_Methodref_info] for above
        //  *  [UTF-8] "byteValue"
        //  *  [UTF-8] "()B"
        //  *  [CONSTANT_NameAndType_info] for above
        //  *  [CONSTANT_Methodref_info] for above
        //  *  [UTF-8] "java/lang/Character"
        //  *  [CONSTANT_Class_info] for above
        //  *  [UTF-8] "(C)V"
        //  *  [CONSTANT_NameAndType_info] for above
        //  *  [CONSTANT_Methodref_info] for above
        //  *  [UTF-8] "charValue"
        //  *  [UTF-8] "()C"
        //  *  [CONSTANT_NameAndType_info] for above
        //  *  [CONSTANT_Methodref_info] for above
        //  *  [UTF-8] "java/lang/Double"
        //  *  [CONSTANT_Class_info] for above
        //  *  [UTF-8] "(D)V"
        //  *  [CONSTANT_NameAndType_info] for above
        //  *  [CONSTANT_Methodref_info] for above
        //  *  [UTF-8] "doubleValue"
        //  *  [UTF-8] "()D"
        //  *  [CONSTANT_NameAndType_info] for above
        //  *  [CONSTANT_Methodref_info] for above
        //  *  [UTF-8] "java/lang/Float"
        //  *  [CONSTANT_Class_info] for above
        //  *  [UTF-8] "(F)V"
        //  *  [CONSTANT_NameAndType_info] for above
        //  *  [CONSTANT_Methodref_info] for above
        //  *  [UTF-8] "floatValue"
        //  *  [UTF-8] "()F"
        //  *  [CONSTANT_NameAndType_info] for above
        //  *  [CONSTANT_Methodref_info] for above
        //  *  [UTF-8] "java/lang/Integer"
        //  *  [CONSTANT_Class_info] for above
        //  *  [UTF-8] "(I)V"
        //  *  [CONSTANT_NameAndType_info] for above
        //  *  [CONSTANT_Methodref_info] for above
        //  *  [UTF-8] "intValue"
        //  *  [UTF-8] "()I"
        //  *  [CONSTANT_NameAndType_info] for above
        //  *  [CONSTANT_Methodref_info] for above
        //  *  [UTF-8] "java/lang/Long"
        //  *  [CONSTANT_Class_info] for above
        //  *  [UTF-8] "(J)V"
        //  *  [CONSTANT_NameAndType_info] for above
        //  *  [CONSTANT_Methodref_info] for above
        //  *  [UTF-8] "longValue"
        //  *  [UTF-8] "()J"
        //  *  [CONSTANT_NameAndType_info] for above
        //  *  [CONSTANT_Methodref_info] for above
        //  *  [UTF-8] "java/lang/Short"
        //  *  [CONSTANT_Class_info] for above
        //  *  [UTF-8] "(S)V"
        //  *  [CONSTANT_NameAndType_info] for above
        //  *  [CONSTANT_Methodref_info] for above
        //  *  [UTF-8] "shortValue"
        //  *  [UTF-8] "()S"
        //  *  [CONSTANT_NameAndType_info] for above
        //  *  [CONSTANT_Methodref_info] for above

        short numCPEntries = NUM_BASE_CPOOL_ENTRIES + NUM_COMMON_CPOOL_ENTRIES;
        boolean usesPrimitives = usesPrimitiveTypes();
        if (usesPrimitives) {
            numCPEntries += NUM_BOXING_CPOOL_ENTRIES;
        }
        if (forSerialization) {
            numCPEntries += NUM_SERIALIZATION_CPOOL_ENTRIES;
        }

        // Add in variable-length number of entries to be able to describe
        // non-primitive parameter types and checked exceptions.
        numCPEntries += (short) (2 * numNonPrimitiveParameterTypes());

        asm.emitShort(add(numCPEntries, S1));

        final String generatedName = generateName(isConstructor, forSerialization);
        asm.emitConstantPoolUTF8(generatedName);
        asm.emitConstantPoolClass(asm.cpi());
        thisClass = asm.cpi();
        if (isConstructor) {
            if (forSerialization) {
                asm.emitConstantPoolUTF8
                    ("sun/reflect/SerializationConstructorAccessorImpl");
            } else {
                asm.emitConstantPoolUTF8("sun/reflect/ConstructorAccessorImpl");
            }
        } else {
            asm.emitConstantPoolUTF8("sun/reflect/MethodAccessorImpl");
        }
        asm.emitConstantPoolClass(asm.cpi());
        superClass = asm.cpi();
        asm.emitConstantPoolUTF8(getClassName(declaringClass, false));
        asm.emitConstantPoolClass(asm.cpi());
        targetClass = asm.cpi();
        short serializationTargetClassIdx = (short) 0;
        if (forSerialization) {
            asm.emitConstantPoolUTF8(getClassName(serializationTargetClass, false));
            asm.emitConstantPoolClass(asm.cpi());
            serializationTargetClassIdx = asm.cpi();
        }
        asm.emitConstantPoolUTF8(name);
        asm.emitConstantPoolUTF8(buildInternalSignature());
        asm.emitConstantPoolNameAndType(sub(asm.cpi(), S1), asm.cpi());
        if (isInterface()) {
            asm.emitConstantPoolInterfaceMethodref(targetClass, asm.cpi());
        } else {
            if (forSerialization) {
                asm.emitConstantPoolMethodref(serializationTargetClassIdx, asm.cpi());
            } else {
                asm.emitConstantPoolMethodref(targetClass, asm.cpi());
            }
        }
        targetMethodRef = asm.cpi();
        if (isConstructor) {
            asm.emitConstantPoolUTF8("newInstance");
        } else {
            asm.emitConstantPoolUTF8("invoke");
        }
        invokeIdx = asm.cpi();
        if (isConstructor) {
            asm.emitConstantPoolUTF8("([Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;");
        } else {
            asm.emitConstantPoolUTF8
                ("(Ljava/lang/Object;[Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;");
        }
        invokeDescriptorIdx = asm.cpi();

        // Output class information for non-primitive parameter types
        nonPrimitiveParametersBaseIdx = add(asm.cpi(), S2);
        for (int i = 0; i < parameterTypes.length; i++) {
            Class<?> c = parameterTypes;
            if (!isPrimitive(c)) {
                asm.emitConstantPoolUTF8(getClassName(c, false));
                asm.emitConstantPoolClass(asm.cpi());
            }
        }

        // Entries common to FieldAccessor, MethodAccessor and ConstructorAccessor
        emitCommonConstantPoolEntries();

        // Boxing entries
        if (usesPrimitives) {
            emitBoxingContantPoolEntries();
        }

        if (asm.cpi() != numCPEntries) {
            throw new InternalError("Adjust this code (cpi = " + asm.cpi() +
                                    ", numCPEntries = " + numCPEntries + ")");
        }

        // Access flags
        asm.emitShort(ACC_PUBLIC);

        // This class
        asm.emitShort(thisClass);

        // Superclass
        asm.emitShort(superClass);

        // Interfaces count and interfaces
        asm.emitShort(S0);

        // Fields count and fields
        asm.emitShort(S0);

        // Methods count and methods
        asm.emitShort(NUM_METHODS);

        emitConstructor();
        emitInvoke();

        // Additional attributes (none)
        asm.emitShort(S0);

        // Load class
        vec.trim();
        final byte[] bytes = vec.getData();
        // Note: the class loader is the only thing that really matters
        // here -- it's important to get the generated code into the
        // same namespace as the target class. Since the generated code
        // is privileged anyway, the protection domain probably doesn't
        // matter.
        return AccessController.doPrivileged(
            new PrivilegedAction<MagicAccessorImpl>() {
                public MagicAccessorImpl run() {
                        try {
                        return (MagicAccessorImpl)
                        ClassDefiner.defineClass
                                (generatedName,
                                 bytes,
                                 0,
                                 bytes.length,
                                 declaringClass.getClassLoader()).newInstance();
                        } catch (InstantiationException | IllegalAccessException e) {
                            throw new InternalError(e);
                        }
                    }
                });
    }

咱们主要看这一句：ClassDefiner.defineClass(xx, declaringClass.getClassLoader()).newInstance();

在ClassDefiner.defineClass方法实现中，每被调用一次都会生成一个DelegatingClassLoader类加载器对象 ，这里每次都生成新的类加载器，是为了性能考虑，在某些情况下可以卸载这些生成的类，因为类的卸载是只有在类加载器可以被回收的情况下才会被回收的，如果用了原来的类加载器，那可能导致这些新创建的类一直无法被卸载。

而反射生成的类，有时候可能用了就可以卸载了，所以使用其独立的类加载器，从而使得更容易控制反射类的生命周期。
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原文链接：https://pdai.tech/md/java/basic/java-basic-x-reflection.html