安卓面试必备的JVM虚拟机制详解，看完之后简历上多一个技能( 七 ) 掌握了本篇知识之后

上面所说的 invokespecial、invokeinterface 也被称为虚方法调用或者说动态绑定，相比于直接能定位方法的静态绑定而言，虚方法调用更加耗时。 JVM 采用了一种空间换时间的策略来实现动态绑定。它为每个类生成一张方法表，用于快速定位目标方法，这个发生在类加载的准备阶段。方法表本质上是一个数组，它有两个特性，首先是子类方法表中包含父类方法表中所有的方法，其次是子类方法在方法表中的索引，与它所重写的父类方法的索引值相同。我们知道，方法调用指令中的符号引用会在执行之前解析为实际引用。对于静态绑定的方法调用而言，实际引用将指向具体的方法，对于动态绑定而言，实际引用则是方法表的索引值。
JVM 也提供了内联缓存来加快动态绑定，它能够缓存虚方法调用中调用者的动态类型，以及该类型所对应的目标方法。
JVM 是如何实现反射的？反射呢是 Java 语言中一个相当重要的特性，它允许正在运行的 Java 程序观测，甚至是修改程序的动态行为。表现为两点，一是对于任意一个类，都能知道这个类的所有属性和方法，二是对于任意一个对象，都能调用它的任意属性和方法。
反射的使用还是比较简单的，涉及的 API 分为三类， Class、Member（Filed、Method、Constructor）、Array and Enumerated 。我当时是直接扒 Oracle 官方文档看的，讲的很详细。
我对反射的好奇是来源于，经常会听说反射影响性能，那么性能开销在哪以及如何优化？
在此之前，我先讲讲 JVM 是如何实现反射的。
我们可以直接 new Exception 来查看方法调用的栈轨迹，在调用 Method.invoke() 时，是去调用 DelegatingMethodAccessorImpl 的 invoke ，它的实际调用的是 NativeMethodAccessorImpl 的 invoke 方法。前者称为委派实现，后者称为本地实现。既然委派实现的具体实现是一个本地实现，那么为啥还需要委派实现这个中间层呢？其实， Java 反射调用机制还设立了另一种动态生成字节码的实现，成为动态实现，直接使用 invoke 指令来调用目标方法。之所以采用委派实现，是在本地实现和动态实现直接做切换。依据注释信息，动态实现比本地实现相比，其运行效率要快上 20 倍。这是因为动态实现无需经过 Java 到 C++ 再到 Java 的切换，但由于生产字节码比较耗时，仅调用一次的话，反而是本地实现要快上三四倍。考虑到很多反射调用仅会执行一次， JVM 设置了阈值 15 ，在 15 之下使用本地实现，高于 15 时便开始动态生成字节码采用动态实现。这也被称为 Inflation 机制。
在反手说一下反射的性能开销在哪呢？平时我们会调用 Class.forName、Class.getMethod、以及 Method.invoke 这三个操作。其中， Class.forName 会调用本地方法， Class.getMethod 则会遍历该类的公有方法，如果没有匹配到，它还将遍历父类的公有方法，可想而知，这两个操作都非常耗时。下面就是 Method.invoke 调用本身的开销了，首先是 invoke 方法的参数是一个可变长参数，也就是构建一个 Object 数组存参数，这也同时带来了基本数据类型的装箱操作，在 invoke 内部会进行运行时权限检查，这也是一个损耗点。普通方法调用可能有一系列优化手段，比如方法内联、逃逸分析，而这又是反射调用所不能做的，性能差距再一次被放大。
优化反射调用，可以尽量避免反射调用虚方法、关闭运行时权限检查、可能需要增大基本数据类型对应的包装类缓存、如果调用次数可知可以关闭 Inflation 机制，以及增加内联缓存记录的类型数目。
JVM 是如何实现泛型的？Java 中的泛型不过是一个语法糖，在编译时还会将实际类型给擦除掉，不过会新增一个 checkcast 指令来做编译时检查，如果类型不匹配就抛出 ClassCastException 。