MethodHandle详解

1.JDK何时引入

Methedhandle Java7 引入的重要的API，该包提供了一种新的动态调用方法的机制。

2.什么是MethodHandle？

MethodHandle 是对基础方法，构造函数，字段或类似的低级操作的类型化，直接可执行的引用，并带有自变量或返回值的可选转换。

3.创建和使用MethodHandle，四个步骤

（1）创建查找

（2）创建方法类型

（3）查找方法句柄

（4）调用方法句柄

4.MethodHandle 和反射

从性能的角度来看，由于访问检查是在创建时而不是在执行时进行的，因此MethodHandle API的速度可能比Reflection API 快得多。

如果存在安全管理器，则这种差异会被放大，因为成员和类查找需要接受其他检查。

但是如果考虑到性能不是一项任务的唯一适用性衡量指标，我们还必须考虑到，由于缺少诸如成员类枚举，可访问性标志检查等机制，MethodHandlesAPI 难以使用。

尽管如此，但是Methodhandles API 提供了改变参数类型和参数顺序。

5.步骤1-创建查找

当我们要创建方法句柄时，要做的第一件事是检索查找，工厂对象负责为查找类可见的方法，构造函数和字段创建方法句柄。

通过MethodHandles API，可以创建具有不同访问模式的查找对象。

让我们创建提供对公共方法的访问的查找：

MethodHandles.Lookup publicLookup = MethodHandles.publicLookup();复制代码

但是，如果我们还希望访问私有方法和受保护的方法，则可以使用lookup（）方法：

MethodHandles.Lookup lookup = MethodHandles.lookup();复制代码

6.步骤2-创建一个MethodType

为了能够创建MethodHandle，查找对象需要定义其类型，这是通过MethodType类实现的。

特别是，一个MethodType代表的参数和返回类型接受和方法返回的句柄，或者传递，并通过方法调用者手柄预期。

MethodType的结构很简单，它由返回类型和适当数量的参数类型组成，必须在方法句柄及其所有调用者之间正确匹配。

以同样的方式作为MethodHandle，一个连的情况下MethodType是不可变的。

让我们看看如何定义一个MethodType，该方法将java.util.List类指定为返回类型，并将Object数组指定为输入类型：

MethodType mt = MethodType.methodType(List.class, Object[].class);复制代码

如果该方法返回原始类型或void作为其返回类型，我们将使用表示这些类型的类（void.class，int.class…）。

让我们定义一个MethodType，它返回一个int值并接受一个Object：

MethodType mt = MethodType.methodType(int.class, Object.class);复制代码

现在，我们可以继续创建MethodHandle。

7.步骤3-创建一个MethodHandle

（1）实例方法

使用findVirtual（）方法允许我们为对象方法创建MethodHandle。让我们基于String类的concat（）方法创建一个：

MethodType mt = MethodType.methodType(String.class, String.class);
MethodHandle concatMH = publicLookup.findVirtual(String.class, "concat", mt);复制代码

（2）静态方法

当我们想访问静态方法时，可以改用findStatic（）方法：

MethodType mt = MethodType.methodType(List.class, Object[].class);
MethodHandle asListMH = publicLookup.findStatic(Arrays.class, "asList", mt);复制代码

（3）构造函数

可以使用findConstructor（）方法来访问构造函数。

让我们创建一个充当Integer类的构造函数的方法句柄，接受一个String属性：

MethodType mt = MethodType.methodType(void.class, String.class);
MethodHandle newIntegerMH = publicLookup.findConstructor(Integer.class, mt);复制代码

（4）字段

使用方法句柄，还可以访问字段。

public class Book 
{         
String id;    String title;     
// constructor 
}
MethodHandle getTitleMH = lookup.findGetter(Book.class, "title", String.class);
复制代码

（5）私有方法

可以在java.lang.reflect API 的帮助下为私有方法创建方法句柄。

让我们开始向Book类添加一个私有方法：

private String formatBook()
 {    
return id + " > " + title;
}

Method formatBookMethod = Book.class.getDeclaredMethod("formatBook");
formatBookMethod.setAccessible(true); 
MethodHandle formatBookMH = lookup.unreflect(formatBookMethod);复制代码

7.步骤4-调用方法句柄

创建方法句柄后，下一步就是使用它们。特别是，MethodHandle类提供了三种执行方法句柄的方法：invoke（），invokeWithArugments（）和invokeExact（）。

（1）invoke方法

当使用invoke（）方法时，我们强制执行固定数量的参数（arity），但允许对参数和返回类型进行强制转换和装箱/拆箱。让我们看一下如何在框内的参数中使用invoke（）：

MethodType mt = MethodType.methodType(String.class, char.class, char.class);
MethodHandle replaceMH = publicLookup.findVirtual(String.class, "replace", mt);
String output = (String) replaceMH.invoke("jovo", Character.valueOf('o'), 'a'); 
assertEquals("java", output);复制代码

（2）invokeWithArguments方法

使用invokeWithArguments方法调用方法句柄是这三个选项中限制最少的。

实际上，除了对参数和返回类型进行强制转换和装箱/拆箱外，它还允许可变参数数组传入作为方法参数集合调用。

来到实践中，这允许我们创建一个列表的整数从开始阵列的INT值：

MethodType mt = MethodType.methodType(List.class, Object[].class);
MethodHandle asList = publicLookup.findStatic(Arrays.class, "asList", mt);
List<Integer> list = (List<Integer>) asList.invokeWithArguments(1,2);
assertThat(Arrays.asList(1,2), is(list));复制代码

（3）invokeExact方法

如果我们希望在执行方法句柄（参数数量及其类型）方面受到更多限制，则必须使用invokeExact（）方法。

实际上，它不提供对提供的类的任何强制转换，并且需要固定数量的参数。让我们看看如何使用方法句柄求和两个int值：

MethodType mt = MethodType.methodType(int.class, int.class, int.class);
MethodHandle sumMH = lookup.findStatic(Integer.class, "sum", mt);
int sum = (int) sumMH.invokeExact(1, 11);
assertEquals(12, sum);复制代码