摘要：前置知識(shí)在分析源碼前，我們先溫習(xí)一下以下的知識(shí)點(diǎn)。類(lèi)在中萬(wàn)物皆對(duì)象，而且我們?cè)诖a中寫(xiě)的每一個(gè)類(lèi)也都是對(duì)象，是類(lèi)的對(duì)象?？偨Y(jié)一個(gè)看似簡(jiǎn)單的工具類(lèi)，其實(shí)里面包含的基礎(chǔ)的知識(shí)點(diǎn)非常多，包括類(lèi)型信息反射線程安全引用類(lèi)型類(lèi)加載器等。

在我們著手一個(gè)Java Web項(xiàng)目的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)遇到DO、VO、DTO對(duì)象之間的屬性拷貝，若采用get、set的方法來(lái)進(jìn)行賦值的話，代碼會(huì)相當(dāng)冗長(zhǎng)丑陋，一般我們會(huì)采用Spring的BeanUtils類(lèi)來(lái)進(jìn)行屬性拷貝，其基本原理就是通過(guò)Java的反射機(jī)制，下面我們來(lái)看一下源碼的具體實(shí)現(xiàn)。

在分析源碼前，我們先溫習(xí)一下以下的知識(shí)點(diǎn)。

在Java中萬(wàn)物皆對(duì)象，而且我們?cè)诖a中寫(xiě)的每一個(gè)類(lèi)也都是對(duì)象，是java.lang.Class類(lèi)的對(duì)象。所以，每個(gè)類(lèi)都有自己的實(shí)例對(duì)象，而且它們自己也都是Class類(lèi)的對(duì)象。

我們來(lái)看一下Class類(lèi)的構(gòu)造方法：

private Class(ClassLoader loader) {
    // Initialize final field for classLoader.  The initialization value of non-null
    // prevents future JIT optimizations from assuming this final field is null.
    classLoader = loader;
}

Class類(lèi)的構(gòu)造方法是私有的，只有JVM可以創(chuàng)建該類(lèi)的對(duì)象，因此我們無(wú)法在代碼中通過(guò)new的方式顯示聲明一個(gè)Class對(duì)象。

但是，我們依然有其他方式獲得Class類(lèi)的對(duì)象：

1.通過(guò)類(lèi)的靜態(tài)成員變量

Class clazz = Test.class;

2.通過(guò)對(duì)象的getClass()方法

Class clazz = test.getClass();

3.通過(guò)Class的靜態(tài)方法forName()

// forName需要傳入類(lèi)的全路徑
Class clazz = Class.forName("destiny.iron.api.model.Test"); 

基本類(lèi)型和其對(duì)應(yīng)的包裝類(lèi)的Class對(duì)象是不相等的，即long.class != Long.class 。

PropertyDescriptor類(lèi)表示的是標(biāo)準(zhǔn)形式的Java Bean通過(guò)存取器（即get set方法）導(dǎo)出的一個(gè)屬性，比如，我們可以通過(guò)以下方式，對(duì)對(duì)象的屬性進(jìn)行賦值：

public class Person {

    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name="" + name + """ +
                "}";
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Person test1 = new Person();
        test1.setName("vvvv");
        PropertyDescriptor pd = new PropertyDescriptor("name", test1.getClass());
        Method setMethod = pd.getWriteMethod();  // 還有與Wirte方法對(duì)應(yīng)的Read方法
        setMethod.invoke(test1, "bbbbb");
        System.out.print(test1);
    }
}

Java中有strong、soft、weak、phantom四種引用類(lèi)型，下面介紹一下soft引用和weak引用：

Soft Reference: 當(dāng)對(duì)象是Soft reference可達(dá)時(shí)，向系統(tǒng)申請(qǐng)更多內(nèi)存，GC不是直接回收它，而是當(dāng)內(nèi)存不足的時(shí)候才回收它。因此Soft reference適合用于構(gòu)建一些緩存系統(tǒng)。

Weak Reference: 弱引用的強(qiáng)度比軟引用更弱一些，被弱引用關(guān)聯(lián)的對(duì)象只能生存到下一次GC發(fā)生之前。當(dāng)垃圾收集器工作時(shí)，無(wú)論當(dāng)前內(nèi)存是否足夠，都會(huì)回收掉只被弱引用關(guān)聯(lián)的對(duì)象。

private static void copyProperties(Object source, Object target, Class editable, String... ignoreProperties)
            throws BeansException {
        // 檢查source和target對(duì)象是否為null，否則拋運(yùn)行時(shí)異常
        Assert.notNull(source, "Source must not be null");
        Assert.notNull(target, "Target must not be null");
        // 獲取target對(duì)象的類(lèi)信息
        Class actualEditable = target.getClass();
        // 若editable不為null，檢查target對(duì)象是否是editable類(lèi)的實(shí)例，若不是則拋出運(yùn)行時(shí)異常
        // 這里的editable類(lèi)是為了做屬性拷貝時(shí)限制用的
        // 若actualEditable和editable相同，則拷貝actualEditable的所有屬性
        // 若actualEditable是editable的子類(lèi)，則只拷貝editable類(lèi)中的屬性
        if (editable != null) {
            if (!editable.isInstance(target)) {
                throw new IllegalArgumentException("Target class [" + target.getClass().getName() +
                        "] not assignable to Editable class [" + editable.getName() + "]");
            }
            actualEditable = editable;
        }
        // 獲取目標(biāo)類(lèi)的所有PropertyDescriptor，getPropertyDescriptors這個(gè)方法請(qǐng)看下方
        PropertyDescriptor[] targetPds = getPropertyDescriptors(actualEditable);
        List ignoreList = (ignoreProperties != null ? Arrays.asList(ignoreProperties) : null);

        for (PropertyDescriptor targetPd : targetPds) {
            // 獲取該屬性對(duì)應(yīng)的set方法
            Method writeMethod = targetPd.getWriteMethod();
            // 屬性的set方法存在 且 該屬性不包含在忽略屬性列表中
            if (writeMethod != null && (ignoreList == null || !ignoreList.contains(targetPd.getName()))) {
                // 獲取source類(lèi)相同名字的PropertyDescriptor, getPropertyDescriptor的具體實(shí)現(xiàn)看下方
                PropertyDescriptor sourcePd = getPropertyDescriptor(source.getClass(), targetPd.getName());
                if (sourcePd != null) {
                    // 獲取對(duì)應(yīng)的get方法
                    Method readMethod = sourcePd.getReadMethod();
                    // set方法存在 且 target的set方法的入?yún)⑹莝ource的get方法返回值的父類(lèi)或父接口或者類(lèi)型相同
                    // 具體ClassUtils.isAssignable()的實(shí)現(xiàn)方式請(qǐng)看下面詳解
                    if (readMethod != null &&
                            ClassUtils.isAssignable(writeMethod.getParameterTypes()[0], readMethod.getReturnType())) {
                        try {
                            //get方法是否是public的
                            if (!Modifier.isPublic(readMethod.getDeclaringClass().getModifiers())) {
                                //暴力反射，取消權(quán)限控制檢查
                                readMethod.setAccessible(true);
                            }
                            //獲取get方法的返回值
                            Object value = readMethod.invoke(source);
                            // 原理同上
                            if (!Modifier.isPublic(writeMethod.getDeclaringClass().getModifiers())) {
                                writeMethod.setAccessible(true);
                            }
                            // 將get方法的返回值 賦值給set方法作為入?yún)?                            writeMethod.invoke(target, value);
                        }
                        catch (Throwable ex) {
                            throw new FatalBeanException(
                                    "Could not copy property "" + targetPd.getName() + "" from source to target", ex);
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }

getPropertyDescriptors源碼：

    public static PropertyDescriptor[] getPropertyDescriptors(Class clazz) throws BeansException {
        // CachedIntrospectionResults類(lèi)是對(duì)PropertyDescriptor的一個(gè)封裝實(shí)現(xiàn)，看forClass方法的實(shí)現(xiàn)
        CachedIntrospectionResults cr = CachedIntrospectionResults.forClass(clazz);
        return cr.getPropertyDescriptors();
    }
    
    @SuppressWarnings("unchecked")
    static CachedIntrospectionResults forClass(Class beanClass) throws BeansException {
        // strongClassCache的聲明如下：
        // strongClassCache = new ConcurrentHashMap, CachedIntrospectionResults>(64);
        // 即將Class作為key，CachedIntrospectionResults作為value的map，
        // 由于線程安全的需要，使用ConcurrentHashMap作為實(shí)現(xiàn)
        CachedIntrospectionResults results = strongClassCache.get(beanClass);
        if (results != null) {
            return results;
        }
        // 若strongClassCache中不存在，則去softClassCache去獲取，softClassCache的聲明如下
        // softClassCache = new ConcurrentReferenceHashMap, CachedIntrospectionResults>(64);
        // ConcurrentReferenceHashMap是Spring實(shí)現(xiàn)的可以指定entry引用級(jí)別的ConcurrentHashMap，默認(rèn)的引用級(jí)別是soft，可以防止OOM
        results = softClassCache.get(beanClass);
        if (results != null) {
            return results;
        }

        results = new CachedIntrospectionResults(beanClass);
        ConcurrentMap, CachedIntrospectionResults> classCacheToUse;
        // isCacheSafe方法檢查給定的beanClass是否由入?yún)⒅械腸lassloader或者此classloader的祖先加載的（雙親委派的原理）
        // isClassLoaderAccepted檢查加載beanClass的classloader是否在可以接受的classloader的集合中 或者是集合中classloader的祖先
        if (ClassUtils.isCacheSafe(beanClass, CachedIntrospectionResults.class.getClassLoader()) ||
                isClassLoaderAccepted(beanClass.getClassLoader())) {
            classCacheToUse = strongClassCache;
        }
        else {
            if (logger.isDebugEnabled()) {
                logger.debug("Not strongly caching class [" + beanClass.getName() + "] because it is not cache-safe");
            }
            classCacheToUse = softClassCache;
        }
        // 根據(jù)classloader的結(jié)果，將類(lèi)信息加載到對(duì)應(yīng)的緩存中
        CachedIntrospectionResults existing = classCacheToUse.putIfAbsent(beanClass, results);
        return (existing != null ? existing : results);
    }

isAssignable源碼：

    public static boolean isAssignable(Class lhsType, Class rhsType) {
        Assert.notNull(lhsType, "Left-hand side type must not be null");
        Assert.notNull(rhsType, "Right-hand side type must not be null");
        // 若左邊類(lèi)型 是右邊類(lèi)型的父類(lèi)、父接口，或者左邊類(lèi)型等于右邊類(lèi)型
        if (lhsType.isAssignableFrom(rhsType)) {
            return true;
        }
        // 左邊入?yún)⑹欠袷腔绢?lèi)型
        if (lhsType.isPrimitive()) {
            //primitiveWrapperTypeMap是從包裝類(lèi)型到基本類(lèi)型的map，將右邊入?yún)⑥D(zhuǎn)化為基本類(lèi)型
            Class resolvedPrimitive = primitiveWrapperTypeMap.get(rhsType);
            if (lhsType == resolvedPrimitive) {
                return true;
            }
        }
        else {
            // 將右邊入?yún)⑥D(zhuǎn)化為包裝類(lèi)型
            Class resolvedWrapper = primitiveTypeToWrapperMap.get(rhsType);
            if (resolvedWrapper != null && lhsType.isAssignableFrom(resolvedWrapper)) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

ClassUtils.isAssignable()方法擴(kuò)展了Class的isAssignableFrom()方法，即將Java的基本類(lèi)型和包裝類(lèi)型做了兼容。

一個(gè)看似簡(jiǎn)單的BeanUtils工具類(lèi)，其實(shí)里面包含的Java基礎(chǔ)的知識(shí)點(diǎn)非常多，包括類(lèi)型信息、反射、線程安全、引用類(lèi)型、類(lèi)加載器等。Spring的BeanUtils的實(shí)現(xiàn)里使用了ConcurrentHashMap作為緩存，每次去獲取PropertyDescriptor時(shí)，可以直接去緩存里面獲取，而不必每次都去調(diào)用native方法，所以Spring的BeanUtils的性能還是很不錯(cuò)的。

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