《跟二师兄学Nacos吧》EXT-03篇 Nacos中此处为什么采用反射机制？

2023-11-30 17:13:28

学习不用那么功利，二师兄带你从更高维度轻松阅读源码～

大家可能看到过很多写Java反射机制的文章，但如果在阅读源码的过程中，遇到反射机制的使用，你是否想过为什么要这么用吗？

这篇文章就带大家来看看Nacos中对Java反射机制的一处实践案例。这篇文章既属于知识点的分析，也属于Nacos设计层面的分析。

Nacos中反射机制实践

先来介绍一下Nacos反射机制使用的背景。

nacos-client项目中，可以通过NacosFactory获得NamingService，然后基于NamingService来进行服务实例的注册功能：

NamingService namingService = NacosFactory.createNamingService(properties);
namingService.registerInstance("nacos.test.1", instance);

而在NacosFactory中又是基于NamingFactory来实现NamingService的创建的：

public static NamingService createNamingService(Properties properties) throws NacosException {
    return NamingFactory.createNamingService(properties);
}

NamingFactory具体创建部分代码如下：

public static NamingService createNamingService(Properties properties) throws NacosException {
    try {
        Class<?> driverImplClass = Class.forName("com.alibaba.nacos.client.naming.NacosNamingService");
        Constructor constructor = driverImplClass.getConstructor(Properties.class);
        return (NamingService) constructor.newInstance(properties);
    } catch (Throwable e) {
        throw new NacosException(NacosException.CLIENT_INVALID_PARAM, e);
    }
}

到这里，终于看到了反射机制的使用了，通过Class#forName方法获取Class对象，然后获取构造方法，创建实例。

如果你阅读源码时只看到这些，可能你会错过一些有意思的设计和事情。你是否思考过，为什么这里要采用反射机制呢？直接new一个对象不行吗？

在解答上述问题之前，我们先来简单科普一下Java发反射机制。

Java反射机制

这里从基本概念、原理、简单实践说起。

Java反射简介

Java是预编的语言，对象的类型在编译期已经确定。在程序运行时可能需要动态加载某些类，这些类之前用不到，所以就没有被加载到JVM中。需要时，可通过反射在运行时动态地创建对象并调用其属性或方法，而不需要在编译期就知道运行的对象是谁。

Java反射机制的核心是在程序运行时动态加载类并获取类的详细信息，从而能够操作类或对象的属性和方法。

Java反射的优缺点

Java反射的优点：

增加程序的灵活性，避免将程序写死到代码里；
代码简洁，提高代码的复用率，外部调用方便；
对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法；

反射的原理

在了解反射的基本原理之前，我们需要知道在Java程序编译完成之后，会把所有class文件中所包含的类的基本元信息装载到JVM内存中，以Class类的形式保存。Class类可理解为描述类的类，每一个Class类对象代表一个具体类的基本元信息。反射就是在Class类的基础上进行的，Class类对象存储着类的所有相关信息。

关于JVM内部的操作步骤，我们这里不做拓展。需要了解的就是Class对象是JVM加载.class文件之后生成的对象，而反射机制提供了获取该对象，可以基于此进行属性访问或对象构造。而这一步是发生在运行时期间。

反射的基本使用

通常使用反射有三种方式：

// 方式一：使用Class.forName静态方法
Class clz = Class.forName("java.lang.String");

// 方式二：使用.class方法
Class clz = String.class;

// 方式三：使用类对象的getClass()方法

String str = new String("Hello");
Class clz = str.getClass();

上述三种方式，一般常用第一种，字符串参数可以传入也可以写在配置文件中。第二种需要导入类包，依赖太强，不导包就抛编译错误。第三种对象都有了还要反射干什么。

所以说，通常我们学习的时候，知道了很多种方式，而真正使用时，还是需要根据场景进行选择。而Nacos的源码中就采用了第一种的方式。

关于反射的其他API的使用此处就不再展开了，下面回到主题，来思考一下Nacos为什么使用反射，同时为什么采用第一种方式。

Nacos反射机制原理分析

在分析之前，我们先来看一下项目结构。首先，nacos-client项目依赖于nacos-aip项目，NamingFactory和NamingService位于nacos-api项目当中。而具体被实例化的对象类com.alibaba.nacos.client.naming.NacosNamingService，很明显位于nacos-client当中。

通过上图我们可以看到，NamingFactory中实现了NamingService的实例化业务逻辑，但此时nacos-api项目并没有NacoNamingService，也就无法采用上面提到的其他两种方法，只能通过Class.forName方式来进行实现了。

其实这里的设计与数据库驱动程序类似，nacos-api中通过NamingService定义了一个接口，也就是定义了一个标准。而nacos-client中实现了这个标准，并且还要满足两个条件：第一，该实现类实现自NamingService；第二，该类的全路径名要与NamingFactory中的实例化对象时的名称一样。

回头再仔细想象，Nacos的用法，也不正是反射机制很典型的使用场景之一吗？

小结

本文从Nacos的反射机制出发，深入思考提出问题，并简单介绍了Java的反射机制。最终进一步分析Nacos项目结构，解答了最开始的疑问。你会如此阅读源代码吗？你学到了吗？赶紧关注上车！后续更多干货输出。

如果文章内容有问题或想技术讨论请联系我（微信：zhuan2quan，备注Nacos），如果觉得写的还不错，值得一起学习，那就关注一下吧。

Nacos系列文章

博主简介：《SpringBoot技术内幕》技术图书作者，酷爱钻研技术，写技术干货文章。

公众号：「程序新视界」，博主的公众号，欢迎关注~

技术交流：请联系博主微信号：zhuan2quan

码农公寓