Question

如何通过MethodHandles.lookup()获取所有声明的方法？如何获取所有声明的字段？

MethodHandle.invoke()，MethodHandle.invokeExact()和MethodHandle.invokeWithArguments()之间有什么区别

另外，对于使用 Java devloper 的MethodHandle API的教程，我将不胜感激。我强调，我正在编写静态类型语言普通旧Java，我不是JVM开发人员，特别是我对整个字节码废话（invokedynamic）并不感兴趣。我想弄清楚如何使用这个新API而不是Java Core API。

EDITED-2：

@Glen Best下面提供了一些我想只提供一个http://www.oraclejavamagazine-digital.com/javamagazine/20130102?pg=52&search_term=methodhandle&doc_id=-1#pg50的参考资料。这正是我想要的。我发现实际上有一些新的词汇表。例如， target 实际上是指MethodHandle（而不是发送的对象）和调用站点实际上是代码“调用”“函数指针”又称MethodHandle。此外，必须了解MethodHandle API 不能替代 Core Reflection API而不是 suplement 。例如，您无法使用MethodHandle“发现”所有方法，而您需要Core Reflection API。但是当你“找到”你想要的方法时，你可以切换到MethodHandle，例如，绑定一些参数或者将它的签名“改变”（改编）为varargs。

编辑：

我仍在努力找出答案。我写了一些我希望与所有人分享的测试。

package alexander.berkovich;

import static org.junit.Assert.assertSame;

import java.lang.invoke.MethodHandle;
import java.lang.invoke.MethodHandles;
import java.lang.invoke.MethodType;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;

import org.junit.BeforeClass;
import org.junit.Test;

public class MethodHandlerCleanTest {

    public static MethodHandles.Lookup lookup;

    @BeforeClass
    public static void asetUp(){
        lookup = MethodHandles.lookup();
    }

    public static class Check {
        public void primitive(final int i){
        }
        public void wrapper(final Integer i){
        }
    }

    @Test
    public void testPrimitive() throws Throwable {
        Check check = new Check();

        MethodType type = MethodType.methodType(void.class, int.class);

        MethodHandle mh = lookup.findVirtual(Check.class, "primitive", type);
        mh.invokeWithArguments(check, 1);
        mh.invoke(check, (short)2);
        mh.invoke(check, Integer.valueOf(3));

        Method method = Check.class.getMethod("primitive", int.class);
        method.invoke(check, (short)20);
        method.invoke(check, Integer.valueOf(21));

    }

    @Test
    public void testWrapper() throws Throwable {
        Check check = new Check();

        MethodType type = MethodType.methodType(void.class, Integer.class);

        MethodHandle mh = lookup.findVirtual(Check.class, "wrapper", type);
        mh.invoke(check, 2);

        Method method = Check.class.getMethod("wrapper", Integer.class);
        method.invoke(check, 20);

    }

    @SuppressWarnings("unused")
    public static class StaticInnerClass {

        public static String staticName;
        public String name;


        public void foo(){}

        public static void staticFoo(){}

    }

    @Test
    public void testStaticInnerClassStaticField() throws Throwable {
        MethodHandle mhSet = lookup.findStaticSetter(StaticInnerClass.class, "staticName", String.class);
        String expected = "mama";
        mhSet.invoke(expected);

        MethodHandle mhGet = lookup.findStaticGetter(StaticInnerClass.class, "staticName", String.class);
        Object obj = mhGet.invoke();
        String value = (String)obj;
        assertSame(expected, value);

    }

    @Test
    public void testStaticInnerClassField() throws Throwable {
        StaticInnerClass sut = new StaticInnerClass();
        Field f = StaticInnerClass.class.getDeclaredField("name");
        MethodHandle mhSetUnreflect = lookup.unreflectSetter(f); 
        String expectedUnreflect = "unreflect";
        mhSetUnreflect.invoke(sut, expectedUnreflect);


        MethodHandle mhSet = lookup.findSetter(StaticInnerClass.class, "name", String.class);
        String expected = "mama";
        mhSet.invoke(sut, expected);

        MethodHandle mhGet = lookup.findGetter(StaticInnerClass.class, "name", String.class);
        Object obj = mhGet.invoke(sut);
        String value = (String)obj;
        assertSame(expected, value);

    }

    @Test
    public void testStaticInnerClassConstructor() throws Throwable {
        StaticInnerClass sut = new StaticInnerClass();
        MethodType type = MethodType.methodType(void.class);
        MethodHandle mh = lookup.findConstructor(StaticInnerClass.class, type);
        mh.invoke();
    }

    @Test
    public void testStaticInnerClassMethod() throws Throwable {
        StaticInnerClass sut = new StaticInnerClass();
        MethodType type = MethodType.methodType(void.class);
        MethodHandle mh = lookup.findVirtual(StaticInnerClass.class, "foo", type);
        mh.invoke(sut);
    }

    @Test
    public void testStaticInnerClassStaticMethod() throws Throwable {
        MethodType type = MethodType.methodType(void.class);
        MethodHandle mh = lookup.findStatic(StaticInnerClass.class, "staticFoo", type);
        mh.invoke();
    }

    @SuppressWarnings("unused")
    private class InnerClass {
        public String name;

        public void foo(){}

    }
    @Test
    public void testInnerClassField() throws Throwable {
        InnerClass sut = new InnerClass();
        MethodHandle mhSet = lookup.findSetter(InnerClass.class, "name", String.class);
        String expected = "mama";
        mhSet.invoke(sut, expected);

        MethodHandle mhGet = lookup.findGetter(InnerClass.class, "name", String.class);
        Object obj = mhGet.invoke(sut);
        String value = (String)obj;
        assertSame(expected, value);

    }


    @Test
    public void testInnerClassConstructor() throws Throwable {
        MethodType type = MethodType.methodType(void.class, MethodHandlerCleanTest.class);

        //default constructor is private
        Field field = MethodHandles.Lookup.class.getDeclaredField("IMPL_LOOKUP");
        field.setAccessible(true);
        MethodHandles.Lookup trustedLookup = (MethodHandles.Lookup) 
                field
                .get(null);

        MethodHandle mh = trustedLookup.findConstructor(InnerClass.class, type);
        mh.invoke(this);
    }


    @Test
    public void testInnerClassMethod() throws Throwable {
        InnerClass sut = new InnerClass();
        MethodType type = MethodType.methodType(void.class);
        MethodHandle mh = lookup.findVirtual(InnerClass.class, "foo", type);
        mh.invoke(sut);
    }

}

Answer 1

如何通过MethodHandles.lookup（）获取所有声明的方法？如何获取所有声明的字段？

将java.lang.invoke视为反射（快速执行）的反射扩展（java.lang.reflect） - 即“调用”类依赖于“反射”类。

通过反射获取对所有方法/构造函数/字段的引用（java.lang.Class和java.lang.reflect）：

java.lang.Class<?> someClass = ...;  // obtain a Class somehow

// Returns all constructors/methods/fields declared in class, 
// whether public/protected/package/private, 
// but does NOT include definitions from any ancestors:

java.lang.reflect.Constructor<?>[] declaredConstructors = someClass.getDeclaredConstructors();
java.lang.reflect.Method[] declaredMethods = someClass.getDeclaredMethods();
java.lang.reflect.Field[] declaredFields   = someClass.getDeclaredFields();

// Returns all constructors/methods/fields declared as public members 
// in the class AND all ancestors: 

java.lang.reflect.Constructor<?>[] publicInheritedConstructors = someClass.getConstructors();
java.lang.reflect.Method[] publicInheritedMethods = someClass.getMethods();
java.lang.reflect.Field[] publicInheritedFields   = someClass.getFields();

您可以通过java.lang.invoke.MethodHandles.Lookup将它们转换为MethodHandles：

java.lang.invoke.MethodType mt; 
java.lang.invoke.MethodHandle mh;
java.lang.invoke.MethodHandles.Lookup lookup = MethodHandles.lookup();

// process methods
for (java.lang.reflect.Method method: declaredMethods) {
    mh = lookup.unreflect(method);

    // can call mh.invokeExact (requiring first parameter to be the class' 
    // object instance upon which the method will be invoked, followed by 
    // the methodparameter types, with an exact match parameter and return 
    // types) or
    // mh.invoke/invokeWithArguments (requiring first parameter to be the 
    // class' object instance upon which the method will be invoked, 
    // followed by the method parameter types, with compatible conversions 
    // performed on input/output types)
}

// process constructors
for (java.lang.reflect.Constructor<?> constructor: declaredConstructors) {
    mh = lookup.unreflectConstructor(constructor);

    // can call mh.invokeExact or
    // mh.invoke/invokeWithArguments 
}

// process field setters
for (java.lang.reflect.Field field: declaredFields) {
    mh = lookup.unreflectSetter(field);

    // can call mh.invokeExact or
    // mh.invoke/invokeWithArguments 
}

// process field getters
for (java.lang.reflect.Field field: declaredFields) {
    mh = lookup.unreflectGetter(field);

    // can call mh.invokeExact or
    // mh.invoke/invokeWithArguments 
}

您可以通过java.lang.reflect确定方法/构造函数/字段的签名：

// If generics involved in method signature:
Type[] paramTypes = method.getGenericParameterTypes(); 
Type returnType = method.getGenericReturnType(); 
// Note: if Class is non-static inner class, first parameter of 
// getGenericParameterTypes() is the enclosing class

// If no generics involved in method signature:
Class<?>[] paramTypes = declaredMethod.getParameterTypes(); 
Class<?> returnType = declaredMethod.getReturnType(); 
// Note: if Class is non-static inner class, first parameter of 
// getParameterTypes() is the enclosing class

// Same method calls for declaredConstructor

您可以通过java.lang.reflect确定方法/构造函数/字段是否为静态：

int modifiers = method.getModifiers();  // same method for constructor/field
boolean isStatic = java.lang.Modifier.isStatic(modifiers);

MethodHandle.invoke（），MethodHandle.invokeExact（）和MethodHandle.invokeWithArguments（）之间的区别是什么？

请参阅http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/lang/invoke/MethodHandle.html#invoke%28java.lang.Object...%29
如果MethodHandle用于非静态方法，则提供给这些方法的第一个参数是声明该方法的Class实例。在该类的实例上调用该方法（或者在静态方法的类本身上调用）。如果Class是非静态内部类，则第二个参数是封闭/声明类的实例。后续参数是方法签名参数，按顺序。
invokeExact 不对输入参数执行自动兼容类型转换。它要求参数值（或参数表达式）与方法签名完全匹配，每个参数作为单独的参数提供，或者所有参数作为数组一起提供（签名：Object invokeExact(Object... args)）。
invoke 要求参数值（或参数表达式）与方法签名类型兼容 - 执行自动类型转换，每个参数作为单独的参数提供或全部参数作为数组一起提供（signature：Object invoke（Object ... args））
invokeWithArguments 要求参数值（或参数表达式）与方法签名类型兼容 - 执行自动类型转换，每个参数都在List中提供（签名： Object invokeWithArguments(List<?> arguments)）

我将非常感谢有关使用Methodhandle API for Java devloper的教程

不幸的是，那里并不多。您可以尝试以下方法。希望我已经给出了足够的信息：^）

http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/lang/invoke/MethodHandle.html
   http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/lang/invoke/MethodHandles.Lookup.html
   http://www.java7developer.com/blog/?p=191
   http://www.oraclejavamagazine-digital.com/javamagazine/20130102?pg=52&search_term=methodhandle&doc_id=-1#pg50
   http://www.amazon.com/Well-Grounded-Java-Developer-techniques-programming/dp/1617290068

Answer 2

MethodHandle.invoke（），MethodHandle.invokeExact（）和MethodHandle.invokeWithArguments（）
之间的区别是什么？

由于我也在努力解决这个问题，所以我决定重新审视这个问题并编写一个示例，准确显示这些方法之间的语义差异。

主要区别是：

invokeExact 仅接受完全参数并返回类型，不接受参数作为数组。呼叫例如不允许带有(Integer,Integer)Integer参数的方法签名int，但也不允许使用Object参数调用它，即使该对象实际上是Integer类型 - compiletime 参数的类型必须是Integer类，而不是运行时实例：
```
Object arg = 1; Object[] args = {1,1};
Integer i = (Integer)handle.invokeExact(1,1); // OK
Object o = handle.invokeExact(arg,arg); // ERROR
handle.invokeExact(args); // ERROR
```

invoke自动转换参数类型和返回类型，并在原始类型和相应的包装类之间进行转换。但它也不接受作为数组的参数。例如。方法签名(Integer,Integer)Integer：
```
Object arg = 1; Object[] args = {1,1};
Integer i = (Integer)handle.invoke(1,1); // OK
Object o = handle.invoke(arg,arg); // OK!
o = handle.invoke(args); // ERROR
```

invokeWithArguments删除所有这些限制并且与Method#invoke非常相似 - 您还可以提供一个数组（或java.util.List）作为参数（但这种灵活性随附巨大的性能损失）。例如。方法签名(Integer,Integer)Integer：
```
Object arg = 1; Object[] args = {1,1};
Integer i = (Integer)handle.invokeWithArguments(1,1); // OK
Object o = handle.invokeWithArguments(arg,arg); // OK
o = handle.invokeWithArguments(args); // OK!
```

这是一个完整的例子：

import java.lang.invoke.MethodHandle;
import java.lang.invoke.MethodHandles;
import java.lang.invoke.WrongMethodTypeException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Arrays;

public class MethodHandleTest {

    public static class TestClass{
        public int test(int a, Integer b){
            return a+b;
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Throwable{
        Method method = TestClass.class.getMethod("test", int.class, Integer.class);
        MethodHandle handle = MethodHandles.lookup().unreflect(method).bindTo(new TestClass());

        int arg_int = 1;
        Integer argInteger = 1;

        Object[] argArray = {1,1};

        //----------------------------
        // MethodHandle#invokeExact() 
        //----------------------------

        // ONLY an exact invocation is allowed for invokeExact:
        int result = (int) handle.invokeExact(arg_int, argInteger); 

        // inexact first argument type -> throws WrongMethodTypeException - "expected (int,Integer)int but found (Integer,Integer)int"
        Exception e = null;
        try {
            result = (int) handle.invokeExact(argInteger,argInteger);
        } catch (WrongMethodTypeException ex) {
            e = ex;
        }
        assert e != null;
        e = null;

        // inexact return type -> throws WrongMethodTypeException - "expected (int,Integer)int but found (int,Integer)Integer"
        try {
            result = (Integer) handle.invokeExact(arg_int,argInteger);
        } catch (WrongMethodTypeException ex) {
            e = ex;
        }
        assert e != null;
        e = null;

        // inexact return type -> throws WrongMethodTypeException - "expected (int,Integer)int but found (int,Integer)Object"
        try {
            Object o = handle.invokeExact(arg_int,argInteger);
        } catch (WrongMethodTypeException ex) {
            e = ex;
        }
        assert e != null;
        e = null;

        // "argObject" is ALSO NOT OK! - the compile time type of the argument must be of class Integer, not the runtime instance!
        // -> throws WrongMethodTypeException - "expected (int,Integer)int but found (int,Object)int"
        Object argObject = argInteger;
        try {
            result = (int) handle.invokeExact(arg_int,argObject);
        } catch (WrongMethodTypeException ex) {
            e = ex;
        }
        assert e != null;
        e = null;

        // Array of the arguments NOT allowed -> throws WrongMethodTypeException - "expected (int,Integer)int but found (Object[])int"
        try {
            result = (int) handle.invokeExact(argArray);
        } catch (WrongMethodTypeException ex) {
            e = ex;
        }
        assert e != null;
        e = null;

        // But explicit cast of first or second argument is OK
        result = (int) handle.invokeExact((int)argInteger,argInteger);
        result = (int) handle.invokeExact(arg_int,(Integer)arg_int);

        //-----------------------
        // MethodHandle#invoke() 
        //-----------------------

        // invoke() with exact types - OK -> actually calls invokeExact() behind the scenes
        result = (int) handle.invoke(arg_int, argInteger);

        // implicit conversion of inexact arguments and return type -> OK!
        result = (Integer) handle.invoke(argInteger,argInteger); 

        // Object arguments or return type is OK!
        Object o = handle.invoke(argObject,argObject);

        // Array of the arguments NOT allowed -> throws WrongMethodTypeException - "cannot convert MethodHandle(int,Integer)int to (Object[])int"
        try {
            result = (int) handle.invoke(argArray);
        } catch (WrongMethodTypeException ex) {
            e = ex;
        }
        assert e != null;
        e = null;

        //------------------------------------
        // MethodHandle#invokeWithArguments() 
        //------------------------------------

        // invoke() with exact types - OK
        result = (int) handle.invokeWithArguments(arg_int,arg_int);

        // implicit conversion of inexact arguments and return type -> OK
        result = (Integer) handle.invokeWithArguments(argInteger,argInteger); 

        // Object arguments or return type is OK!
        o = handle.invoke(argObject,argObject);

        // Array of the arguments -> OK
        result = (int) handle.invokeWithArguments(argArray);

        // List of arguments possible -> same as calling invokeWithArguments(list.toArray())
        result = (int) handle.invokeWithArguments(Arrays.asList(argArray));


    }
}

Answer 3

正如Balder所说，调用invoke和invokeExact都不接受作为数组传入的参数。（但是，它们接受数组参数。）

int[] args = {1,1};

// handle for Math.addExact(int, int)
Object o = handle.invokeExact(1,1); // OK
Object o = handle.invoke(1,1); // OK
Object o = handle.invokeExact(args); // ERROR
Object o = handle.invoke(args); // ERROR

错误总是错误的类型异常：

java.lang.invoke.WrongMethodTypeException: cannot convert MethodHandle(int, int)int to (Object[])int

所以它没有解压缩数组。但是传入一个需要它的数组：

// handle for Arrays.sort(int[]) 
handle.invokeExact(args); // OK
handle.invoke(args); // OK

正如Balder所说，用invokeWithArguments()实现所需的行为可能会产生相当大的开销。

为了从varargs中获得解压缩参数列表所需的行为，必须将句柄转换为spreader：

 // handle for Math.addExact(int, int)
 handle = handle.asSpreader(int[].class, 2);
 handle.invokeExact(args); // OK
 handle.invoke(args); // OK

当然，当数组被定义为通用时，与显式参数传递帐户的功能相同：

 Object[] args = new Object[]{1,1};
 // handle for Math.addExact(int, int)
 handle = handle.asSpreader(int[].class, 2);
 handle.invokeExact(args); // ERROR
 handle.invoke(args); // OK

我没有在电话之间进行任何性能比较。对于那些感兴趣的人来说，扩展这个基准是非常直接的： http://rick-hightower.blogspot.de/2013/10/java-invoke-dynamic-examples-java-7.html

详细信息：

基本上invokeWithArguments执行类似的操作，但每次调用都会这样做：

 public Object invokeWithArguments(Object... arguments) throws Throwable {
    MethodType invocationType = MethodType.genericMethodType(arguments == null ? 0 : arguments.length);
    return invocationType.invokers().spreadInvoker(0).invokeExact(asType(invocationType), arguments);
}

因此，创建一个spreader并重复使用它，很可能会产生与invoke和invokeExact类似的性能。

关于MethodHandle API的一些基本问题

3 个答案:

详细信息：