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Java提高班（六）反射和动态代理（JDK Proxy和Cglib）

發(fā)布時(shí)間：2025/3/15 java 15 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 Java提高班（六）反射和动态代理（JDK Proxy和Cglib）小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

反射和動(dòng)態(tài)代理放有一定的相關(guān)性，但單純的說動(dòng)態(tài)代理是由反射機(jī)制實(shí)現(xiàn)的，其實(shí)是不夠全面不準(zhǔn)確的，動(dòng)態(tài)代理是一種功能行為，而它的實(shí)現(xiàn)方法有很多。要怎么理解以上這句話，請看下文。

一、反射

反射機(jī)制是 Java 語言提供的一種基礎(chǔ)功能，賦予程序在運(yùn)行時(shí)自省（introspect，官方用語）的能力。通過反射我們可以直接操作類或者對象，比如獲取某個(gè)對象的類定義，獲取類聲明的屬性和方法，調(diào)用方法或者構(gòu)造對象，甚至可以運(yùn)行時(shí)修改類定義。

1、獲取類（Class）對象

獲取類對象有三種方法：

通過forName() -> 示例：Class.forName("PeopleImpl")
通過getClass() -> 示例：new PeopleImpl().getClass()
直接獲取.class -> 示例：PeopleImpl.class

2、類的常用方法

getName()：獲取類完整方法；
getSuperclass()：獲取類的父類；
newInstance()：創(chuàng)建實(shí)例對象；
getFields()：獲取當(dāng)前類和父類的public修飾的所有屬性；
getDeclaredFields()：獲取當(dāng)前類（不包含父類）的聲明的所有屬性；
getMethod()：獲取當(dāng)前類和父類的public修飾的所有方法；
getDeclaredMethods()：獲取當(dāng)前類（不包含父類）的聲明的所有方法；

更多方法：http://icdn.apigo.cn/blog/class-all-method.png

3、類方法調(diào)用

反射要調(diào)用類中的方法，需要通過關(guān)鍵方法“invoke()”實(shí)現(xiàn)的，方法調(diào)用也分為三種：

靜態(tài)（static）方法調(diào)用
普通方法調(diào)用
私有方法調(diào)用

以下會(huì)分別演示，各種調(diào)用的實(shí)現(xiàn)代碼，各種調(diào)用的公共代碼部分，如下：

// 此段代碼為公共代碼 interface People {int parentAge = 18;public void sayHi(String name); } class PeopleImpl implements People {private String privSex = "男";public String race = "漢族";@Overridepublic void sayHi(String name) {System.out.println("hello," + name);}private void prvSayHi() {System.out.println("prvSayHi~");}public static void getSex() {System.out.println("18歲");} }

3.1 靜態(tài)方法調(diào)用

// 核心代碼（省略了拋出異常的聲明） public static void main(String[] args) {Class myClass = Class.forName("example.PeopleImpl");// 調(diào)用靜態(tài)（static）方法Method getSex = myClass.getMethod("getSex");getSex.invoke(myClass); }

靜態(tài)方法的調(diào)用比較簡單，使用 getMethod(xx) 獲取到對應(yīng)的方法，直接使用 invoke(xx)就可以了。

3.2 普通方法調(diào)用

普通非靜態(tài)方法調(diào)用，需要先獲取類示例，通過“newInstance()”方法獲取，核心代碼如下：

Class myClass = Class.forName("example.PeopleImpl"); Object object = myClass.newInstance(); Method method = myClass.getMethod("sayHi",String.class); method.invoke(object,"老王");

getMethod 獲取方法，可以聲明需要傳遞的參數(shù)的類型。

3.3 調(diào)用私有方法

調(diào)用私有方法，必須使用“getDeclaredMethod(xx)”獲取本類所有什么的方法，代碼如下：

Class myClass = Class.forName("example.PeopleImpl"); Object object = myClass.newInstance(); Method privSayHi = myClass.getDeclaredMethod("privSayHi"); privSayHi.setAccessible(true); // 修改訪問限制 privSayHi.invoke(object);

除了“getDeclaredMethod(xx)”可以看出，調(diào)用私有方法的關(guān)鍵是設(shè)置 setAccessible(true) 屬性，修改訪問限制，這樣設(shè)置之后就可以進(jìn)行調(diào)用了。

4、總結(jié)

1.在反射中核心的方法是 newInstance() 獲取類實(shí)例，getMethod(..) 獲取方法，使用 invoke(..) 進(jìn)行方法調(diào)用，通過 setAccessible 修改私有變量/方法的訪問限制。

2.獲取屬性/方法的時(shí)候有無“Declared”的區(qū)別是，帶有 Declared 修飾的方法或?qū)傩?#xff0c;可以獲取本類的所有方法或?qū)傩?#xff08;private 到 public），但不能獲取到父類的任何信息；非 Declared 修飾的方法或?qū)傩?#xff0c;只能獲取 public 修飾的方法或?qū)傩?#xff0c;并可以獲取到父類的信息，比如 getMethod(..)和getDeclaredMethod(..)。

二、動(dòng)態(tài)代理

動(dòng)態(tài)代理是一種方便運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)構(gòu)建代理、動(dòng)態(tài)處理代理方法調(diào)用的機(jī)制，很多場景都是利用類似機(jī)制做到的，比如用來包裝 RPC 調(diào)用、面向切面的編程（AOP）。

實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)代理的方式很多，比如 JDK 自身提供的動(dòng)態(tài)代理，就是主要利用了上面提到的反射機(jī)制。還有其他的實(shí)現(xiàn)方式，比如利用傳說中更高性能的字節(jié)碼操作機(jī)制，類似 ASM、cglib（基于 ASM）等。

動(dòng)態(tài)代理解決的問題？

首先，它是一個(gè)代理機(jī)制。如果熟悉設(shè)計(jì)模式中的代理模式，我們會(huì)知道，代理可以看作是對調(diào)用目標(biāo)的一個(gè)包裝，這樣我們對目標(biāo)代碼的調(diào)用不是直接發(fā)生的，而是通過代理完成。通過代理可以讓調(diào)用者與實(shí)現(xiàn)者之間解耦。比如進(jìn)行 RPC 調(diào)用，通過代理，可以提供更加友善的界面。還可以通過代理，可以做一個(gè)全局的攔截器。

1、JDK Proxy 動(dòng)態(tài)代理

JDK Proxy 是通過實(shí)現(xiàn) InvocationHandler 接口來實(shí)現(xiàn)的，代碼如下：

interface Animal {void eat(); } class Dog implements Animal {@Overridepublic void eat() {System.out.println("The dog is eating");} } class Cat implements Animal {@Overridepublic void eat() {System.out.println("The cat is eating");} }// JDK 代理類 class AnimalProxy implements InvocationHandler {private Object target; // 代理對象public Object getInstance(Object target) {this.target = target;// 取得代理對象return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), this);}@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {System.out.println("調(diào)用前");Object result = method.invoke(target, args); // 方法調(diào)用System.out.println("調(diào)用后");return result;} }public static void main(String[] args) {// JDK 動(dòng)態(tài)代理調(diào)用AnimalProxy proxy = new AnimalProxy();Animal dogProxy = (Animal) proxy.getInstance(new Dog());dogProxy.eat(); }

如上代碼，我們實(shí)現(xiàn)了通過動(dòng)態(tài)代理，在所有請求之前和之后打印了一個(gè)簡單的信息。

注意： JDK Proxy 只能代理實(shí)現(xiàn)接口的類（即使是extends繼承類也是不可以代理的）。

JDK Proxy 為什么只能代理實(shí)現(xiàn)接口的類？

這個(gè)問題要從動(dòng)態(tài)代理的實(shí)現(xiàn)方法 newProxyInstance 源碼說起：

@CallerSensitive public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h)throws IllegalArgumentException { // 省略其他代碼

來看前兩個(gè)源碼參數(shù)說明：

* @param loader the class loader to define the proxy class * @param interfaces the list of interfaces for the proxy class to implement

loader：為類加載器，也就是 target.getClass().getClassLoader()
interfaces：接口代理類的接口實(shí)現(xiàn)列表

所以這個(gè)問題的源頭，在于 JDK Proxy 的源碼設(shè)計(jì)。如果要執(zhí)意動(dòng)態(tài)代理，非接口實(shí)現(xiàn)類就會(huì)報(bào)錯(cuò)：

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: com.sun.proxy.$Proxy0 cannot be cast to xxx

2、Cglib 動(dòng)態(tài)代理

JDK 動(dòng)態(tài)代理機(jī)制只能代理實(shí)現(xiàn)了接口的類，Cglib 是針對類來實(shí)現(xiàn)代理的，他的原理是對指定的目標(biāo)類生成一個(gè)子類，并覆蓋其中方法實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)，但因?yàn)椴捎玫氖抢^承，所以不能對 final 修飾的類進(jìn)行代理。

Cglib 可以通過 Maven 直接進(jìn)行版本引用，Maven 版本地址：https://mvnrepository.com/artifact/cglib/cglib

本文使用的是最新版本 3.2.9 的 Cglib，在 pom.xml 添加如下引用：

<dependency><groupId>cglib</groupId><artifactId>cglib</artifactId><version>3.2.9</version> </dependency>

Cglib 代碼實(shí)現(xiàn)，如下：

class Panda {public void eat() {System.out.println("The panda is eating");} } class CglibProxy implements MethodInterceptor {private Object target; // 代理對象public Object getInstance(Object target) {this.target = target;Enhancer enhancer = new Enhancer();// 設(shè)置父類為實(shí)例類enhancer.setSuperclass(this.target.getClass());// 回調(diào)方法enhancer.setCallback(this);// 創(chuàng)建代理對象return enhancer.create();}@Overridepublic Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {System.out.println("調(diào)用前");Object result = methodProxy.invokeSuper(o, objects); // 執(zhí)行方法調(diào)用System.out.println("調(diào)用后");return result;} }public static void main(String[] args) {// CGLIB 動(dòng)態(tài)代理調(diào)用CglibProxy proxy = new CglibProxy();Panda panda = (Panda)proxy.getInstance(new Panda());panda.eat(); }

cglib 的調(diào)用通過實(shí)現(xiàn) MethodInterceptor 接口的 intercept 方法，調(diào)用 invokeSuper 進(jìn)行動(dòng)態(tài)代理的，可以直接對普通類進(jìn)行動(dòng)態(tài)代理。

三、JDK Proxy VS Cglib

JDK Proxy 的優(yōu)勢：

最小化依賴關(guān)系，減少依賴意味著簡化開發(fā)和維護(hù)，JDK 本身的支持，更加可靠；
平滑進(jìn)行 JDK 版本升級(jí)，而字節(jié)碼類庫通常需要進(jìn)行更新以保證在新版上能夠使用；

Cglib 框架的優(yōu)勢：

可調(diào)用普通類，不需要實(shí)現(xiàn)接口；
高性能；

總結(jié)： 需要注意的是，我們在選型中，性能未必是唯一考量，可靠性、可維護(hù)性、編程工作量等往往是更主要的考慮因素，畢竟標(biāo)準(zhǔn)類庫和反射編程的門檻要低得多，代碼量也是更加可控的，如果我們比較下不同開源項(xiàng)目在動(dòng)態(tài)代理開發(fā)上的投入，也能看到這一點(diǎn)。

本文所有示例代碼：https://github.com/vipstone/java-core-example.git

四、參考文檔

Java核心技術(shù)36講：http://t.cn/EwUJvWA

Java反射與動(dòng)態(tài)代理：https://www.cnblogs.com/hanganglin/p/4485999.html

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/vipstone/p/10104020.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java提高班（六）反射和动态代理（JDK Proxy和Cglib）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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