闲话专栏|反射到底会对性能造成多大影响

不论是 Java 开发还是 Android 开发,反射都是非常好用的工具,但反射同时也是影响 Android 应用性能的一大原因,下面就讲两个例子让大家了解反射的坏处
两个真实的例子 第一个例子就是 NYTimes Android App 了。在 NimbleDroid 的帮助下,NYTimes 的程序猿发现 Gson 中使用的反射型 Adapter 在应用启动时增加了大约 700ms 的延迟,最终他们通过手动地适配每一种数据类型对应的 Adapter 解决了这个问题。
第二个例子就是 Photobucket,Photobucket 是一个大型的图片分享平台,而 Photobucket 的程序猿在开发时使用的反射技术也给他们带来了一些性能瓶颈。
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调用 com.photobucket.api.client.jersey.UserClient 构造器需要 660ms
com.photobucket.api.client.jersey.UserClient 构造器需要 660ms 才能执行完成,不妨细看该柱状图,我们会发现大部分开销都来自于反射:
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构造方法中有大量的反射调用,例如:java.lang.Class.getGenericInterfaces
需要提醒的是:getGenericInterfaces() 返回类具体实现的接口类型,在该构造方法中,它被调用了5次,大约需要81ms。81ms看起来好像不多,但所有的反射调用加起来可就差不多 600ms了,不妨看看为什么需要这么多时间。
从源码上看,该库似乎允许开发者通过注解配置 REST 客户端,问题就是:该库没有在编译期处理注解,而是在运行时解析和创建 REST 客户端(利用反射)。从性能的角度看,这就是灾难性的打击。
微基准 下面我们创建一个简单的例子以测试反射到底有多慢。
例子中使用的类是 Activity,然后重复执行某个操作大约10000次,具体代码如下:

Class clazz = android.app.Activity.class; for (int i = 0; i < 10000; i++) { clazz.getFields(); }

此外,我们还有关于创建对象的测试(DummyItem 是一个空类),以了解反射创建对象的开销:
try { for (int i = 0; i < 1_000_000; i++) { DummyItem.class.newInstance(); } } catch (InstantiationException e) { e.printStackTrace(); } catch (IllegalAccessException e) { e.printStackTrace(); }

下面是测试的结果(下面的数值单位都是 ms,而且都是真实设备测试的):
||NEXUS 5 (6.0) ART|GALAXY S5 (5.0) ART|GALAXY S3 mini (4.1.2) Dalvik|
|getFields|1108|1626|27083|
|getDeclaredFields|347|951|7687|
|getGenericInterfaces|16|23|2927|
|getGenericSuperclass|247|298|665|
|makeAccessible|14|147|449|
|getObject|21|167|127|
|setObject|21|201|161|
|createDummyItems|312|358|774|
|createDummyItemsWithReflection 1332|6384|2891|
很显然反射在 Android 中真的非常慢,使用反射的时间开销是(1332ms, 6384ms, 2891ms),没使用反射的时间开销是(312ms, 358ms, 774ms)。有趣的是,Android 5.0 使用的 ART 虚拟机在更好的设备上使用反射的性能甚至比 Android 4.0 使用的 Dalvik 在更老的设备上要差。而在 Android 6.0 ART 上性能表现就好很多,但开销还是很高。
更多的实例 ActiveAndroid 是一个使用反射实现的库,不妨分析应用市场中使用它的应用,看看它对应用启动时间的影响:
这是 Scribd 的性能表现:
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com.activeandroid.ActiveAndroid.initialize 调用开销是 1093ms
Myntra 也出现了一样的问题:
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com.activeandroid.ActiveAndroid.initialize 调用开销是 1421ms
如你所见,该库需要超过1秒的时间以进行初始化,考虑到用户期待应用的启动时间的平均值为2秒,这个时间真的很多……
结论 【闲话专栏|反射到底会对性能造成多大影响】总的来说,反射在 Android 终点性能表现真的不佳,为了尽可能给用户提供平滑的体验,我们建议: 免使用反射(或者使用反射的库),特别是,别使用反射型 Adapter 去序列化 Java 对象

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