Java反射和new效率对比：揭示差距有多大？

1. 引言

在Java开发中，我们经常会使用反射机制和new关键字来创建对象。然而，很多开发者对于反射机制的性能是否有差异以及差距的大小存在疑问。本文将通过对Java反射和new关键字的效率进行对比实验，来探讨它们之间的差异。

2. 反射机制简介

Java反射机制是指在运行时动态地获取类的相关信息，例如类的构造器、方法、字段以及注解等，并且能够在运行时通过获取的信息创建对象、调用方法、获取和设置字段的值，以及执行其他与类相关的操作。

下面是一个示例代码，演示了如何使用反射机制创建对象和调用方法：

public class ReflectionExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> clazz = Class.forName("com.example.MyClass");
        MyClass obj = (MyClass) clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();
        clazz.getMethod("myMethod").invoke(obj);
    }
}

class MyClass {
    public void myMethod() {
        System.out.println("Hello, Reflection!");
    }
}

上述代码中，我们首先通过Class.forName()方法获取MyClass的Class对象，然后通过clazz.getDeclaredConstructor().newInstance()创建MyClass的实例对象，并通过clazz.getMethod("myMethod").invoke(obj)调用myMethod方法。

3. new关键字创建对象

与反射机制相比，new关键字是一种更为常见且直接的创建对象的方式。使用new关键字创建对象时，我们可以直接根据类的构造器创建实例对象，而不需要在运行时动态获取类的信息。

下面是一个示例代码，演示了如何使用new关键字创建对象：

public class NewExample {
    public static void main(String[] args) {
        MyClass obj = new MyClass();
        obj.myMethod();
    }
}

class MyClass {
    public void myMethod() {
        System.out.println("Hello, new!");
    }
}

上述代码中，我们可以直接通过new MyClass()创建MyClass的实例对象，并直接调用myMethod方法。

4. 实验设计

为了对Java反射和new关键字的效率进行对比，我们设计了以下实验：

• 创建一个包含1000个元素的列表，其中每个元素都是MyClass类的实例对象；
• 使用反射机制和new关键字分别创建这100000个实例对象，并计算创建所需的时间。

下面是实验代码的示例：

package com.example;


import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;

/**
 * @author niuxiangqian
 * @version 1.0
 * @date 2023/9/5 0:22
 **/
public class EfficiencyComparison {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        long reflectionTime = testReflection();
        long newTime = testNew();

        System.out.println("使用反射机制创建对象所需时间：" + reflectionTime + "ms");
        System.out.println("使用new关键字创建对象所需时间：" + newTime + "ms");
    }

    public static long testReflection() throws Exception {
        long startTime = System.currentTimeMillis();

        List<Object> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            Class<?> clazz = Class.forName("com.example.MyClass");
            Object obj = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();
            list.add(obj);
        }

        long endTime = System.currentTimeMillis();
        return endTime - startTime;
    }

    public static long testNew() {
        long startTime = System.currentTimeMillis();

        List<MyClass> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            MyClass obj = new MyClass();
            list.add(obj);
        }

        long endTime = System.currentTimeMillis();
        return endTime - startTime;
    }
}

class MyClass {
    private Integer id;
    private String name;
    private String age;
    // Implementation omitted for brevity
}

5. 实验结果分析

我们运行上述实验代码，得到了以下结果： 注意不同的电脑配置得到的结果可能不同

使用反射机制创建对象所需时间：103ms
使用new关键字创建对象所需时间：3ms

从实验结果可以看出，使用反射机制创建对象所需的时间明显高于使用new关键字创建对象的时间。这是因为反射机制需要在运行时动态地获取类的信息，并通过反射API创建对象，而使用new关键字则直接根据构造器在编译时创建对象。

6. 总结

通过上述实验与结果分析，我们可以得出以下结论：

• 反射机制创建对象的效率相对较低，主要是由于动态获取类信息和利用反射API创建对象的开销；
• 使用new关键字创建对象的效率较高，因为在编译时已经确定了类的构造器。

在实际开发中，如果我们已经知道要创建的类的类型，且不需要在运行时动态获取类信息，那么最好使用new关键字来创建对象。只有在需要在运行时动态获取类信息，并根据类信息进行对象创建和操作的情况下，才需要使用反射机制。