Java 反射以及动态代理，来看就懂了

发布时间：2020-04-27作者：spider阅读（1483）

反射机制是 Java 语言提供的一种基础功能，赋予程序在运行时自省(introspect)的能力。简单来说就是通过反射，可以在运行期间获取、检测和调用对象的属性和方法。

反射

反射的使用场景

在现实中反射的使用场景有很多，比如以下几个。

使用场景一：编程工具 IDEA 或 Eclipse 等，在写代码时会有代码(属性或方法名)提示，就是因为使用了反射。

使用场景二：很多知名的框架，为了让程序更优雅更简洁，也会使用到反射。

例如，Spring 可以通过配置来加载不同的类，调用不同的方法，代码如下所示：

<bean id="person" class="com.spring.beans.Person" init-method="initPerson"> 
</bean> [object Object]

例如，MyBatis 在 Mapper 使用外部类的 Sql 构建查询时，代码如下所示：

@SelectProvider(type = PersonSql.class, method = "getListSql") 
List getList(); 
class PersonSql { 
    public String getListSql() { 
        String sql = new SQL() {{ 
            SELECT("*"); 
            FROM("person"); 
        }}.toString(); 
        return sql; 
    } 
}

使用场景三：数据库连接池，也会使用反射调用不同类型的数据库驱动，代码如下所示：

String url = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/mydb"; 
String username = "root"; 
String password = "root"; 
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver"); 
Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);

当然反射还有其他很多类似的使用场景，这里就不一一列举，读者可以举一反三，想想在平常的开发中，还有哪些使用了反射功能的场景。

反射的基本使用

下来我们通过反射调用类中的某个方法，来学习反射的基本使用。

使用反射调用类中的方法，分为三种情况：

调用静态方法

调用公共方法

调用私有方法

假设有一个实体类 MyReflect 包含了以上三种方法，代码如下：

package com.interview.chapter4; 
class MyReflect { 
    // 静态方法 
    public static void staticMd() { 
        System.out.println("Static Method"); 
    } 
    // 公共方法 
    public void publicMd() { 
        System.out.println("Public Method"); 
    } 
    // 私有方法 
    private void privateMd() { 
        System.out.println("Private Method"); 
    } 
} [object Object]

下面分别来看，使用反射如何调用以上三种类型的方法。

① 反射调用静态方法

Class myClass = Class.forName("com.interview.chapter4.MyReflect"); 
Method method = myClass.getMethod("staticMd"); 
method.invoke(myClass);

② 反射调用公共方法

Class myClass = Class.forName("com.interview.chapter4.MyReflect"); 
// 创建实例对象（相当于 new ） 
Object instance = myClass.newInstance(); 
Method method2 = myClass.getMethod("publicMd"); 
method2.invoke(instance);

③ 反射调用私有方法

Class myClass = Class.forName("com.interview.chapter4.MyReflect"); 
// 创建实例对象（相当于 new ） 
Object object = myClass.newInstance(); 
Method method3 = myClass.getDeclaredMethod("privateMd"); 
method3.setAccessible(true); 
method3.invoke(object);

反射使用总结

反射获取调用类可以通过 Class.forName()，反射获取类实例要通过 newInstance()，相当于 new 一个新对象，反射获取方法要通过 getMethod()，获取到类方法之后使用 invoke() 对类方法进行调用。如果是类方法为私有方法的话，则需要通过 setAccessible(true) 来修改方法的访问限制，以上的这些操作就是反射的基本使用。

动态代理

动态代理可以理解为，本来应该自己做的事情，却交给别人代为处理，这个过程就叫做动态代理。

动态代理的使用场景

动态代理被广为人知的使用场景是 Spring 中的面向切面编程(AOP)。例如，依赖注入 @Autowired 和事务注解 @Transactional 等，都是利用动态代理实现的。

动态代理还可以封装一些 RPC 调用，也可以通过代理实现一个全局拦截器等。

动态代理和反射的关系

JDK 原生提供的动态代理就是通过反射实现的，但动态代理的实现方式还可以是 ASM(一个短小精悍的字节码操作框架)、cglib(基于 ASM)等，并不局限于反射。

下面我们分别来看：JDK 原生动态代理和 cglib 的实现。

1)JDK 原生动态代理

interface Animal { 
    void eat(); 
} 
class Dog implements Animal { 
    @Override 
    public void eat() { 
        System.out.println("The dog is eating"); 
    } 
} 
class Cat implements Animal { 
    @Override 
    public void eat() { 
        System.out.println("The cat is eating"); 
    } 
} 
  
Java 反射以及动态代理，来看就懂了 
// JDK 代理类 
class AnimalProxy implements InvocationHandler { 
    private Object target; // 代理对象 
    public Object getInstance(Object target) { 
        this.target = target; 
        // 取得代理对象 
        return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), this); 
    } 
    @Override 
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { 
        System.out.println("调用前"); 
        Object result = method.invoke(target, args); // 方法调用 
        System.out.println("调用后"); 
        return result; 
    } 
} 
Java 反射以及动态代理，来看就懂了 
  
public static void main(String[] args) { 
    // JDK 动态代理调用 
    AnimalProxy proxy = new AnimalProxy(); 
    Animal dogProxy = (Animal) proxy.getInstance(new Dog()); 
    dogProxy.eat(); 
}

以上代码，我们实现了通过动态代理，在所有请求前、后都打印了一个简单的信息。

注意： JDK Proxy 只能代理实现接口的类(即使是 extends 继承类也是不可以代理的)。

2)cglib 动态代理

要是用 cglib 实现要添加对 cglib 的引用，如果是 maven 项目的话，直接添加以下代码：

<dependency> 
    <groupId>cglib</groupId> 
    <artifactId>cglib</artifactId> 
    <version>3.2.12</version> 
</dependency>

cglib 的具体实现，请参考以下代码：

class Panda { 
    public void eat() { 
        System.out.println("The panda is eating"); 
    } 
} 
class CglibProxy implements MethodInterceptor { 
    private Object target; // 代理对象 
    public Object getInstance(Object target) { 
        this.target = target; 
        Enhancer enhancer = new Enhancer(); 
        // 设置父类为实例类 
        enhancer.setSuperclass(this.target.getClass()); 
        // 回调方法 
        enhancer.setCallback(this); 
        // 创建代理对象 
        return enhancer.create(); 
    } 
    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable { 
        System.out.println("调用前"); 
        Object result = methodProxy.invokeSuper(o, objects); // 执行方法调用 
        System.out.println("调用后"); 
        return result; 
    } 
} 
public static void main(String[] args) { 
    // cglib 动态代理调用 
    CglibProxy proxy = new CglibProxy(); 
    Panda panda = (Panda)proxy.getInstance(new Panda()); 
    panda.eat(); 
}

以上程序执行的结果：

调用前 
 
The panda is eating 
 
调用后

由以上代码可以知道，cglib 的调用通过实现 MethodInterceptor 接口的 intercept 方法，调用 invokeSuper 进行动态代理的。它可以直接对普通类进行动态代理，并不需要像 JDK 代理那样，需要通过接口来完成，值得一提的是 Spring 的动态代理也是通过 cglib 实现的。

注意：cglib 底层是通过子类继承被代理对象的方式实现动态代理的，因此代理类不能是最终类(final)，否则就会报错 java.lang.IllegalArgumentException: Cannot subclass final class xxx。

相关面试题

1.动态代理解决了什么问题?

答：首先它是一个代理机制，如果熟悉设计模式中的代理模式，我们会知道，代理可以看作是对调用目标的一个包装，这样我们对目标代码的调用不是直接发生的，而是通过代理完成，通过代理可以让调用者与实现者之间解耦。比如进行 RPC 调用，通过代理，可以提供更加友善的界面;还可以通过代理，做一个全局的拦截器。

2.动态代理和反射的关系是什么?

答：反射可以用来实现动态代理，但动态代理还有其他的实现方式，比如 ASM(一个短小精悍的字节码操作框架)、cglib 等。

3.以下描述错误的是?

A：cglib 的性能更高B：Spring 中有使用 cglib 来实现动态代理C：Spring 中有使用 JDK 原生的动态代理D：JDK 原生动态代理性能更高

答：D

题目解析：Spring 动态代理的实现方式有两种：cglib 和 JDK 原生动态代理。

4.请补全以下代码?

class MyReflect { 
    // 私有方法 
    private void privateMd() { 
        System.out.println("Private Method"); 
    } 
} 
class ReflectTest { 
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException, InstantiationException { 
        Class myClass = Class.forName("MyReflect"); 
        Object object = myClass.newInstance(); 
        // 补充此行代码 
        method.setAccessible(true); 
        method.invoke(object); 
    } 
}

答：Method method = myClass.getDeclaredMethod("privateMd");

题目解析：此题主要考的是私有方法的获取，私有方法的获取并不是通过 getMethod() 方式，而是通过 getDeclaredMethod() 获取的。

5.cglib 可以代理任何类这句话对吗?为什么?

答：这句话不完全对，因为 cglib 只能代理可以有子类的普通类，对于像最终类(final)，cglib 是不能实现动态代理的，因为 cglib 的底层是通过继承代理类的子类来实现动态代理的，所以不能被继承类无法使用 cglib。

6.JDK 原生动态代理和 cglib 有什么区别?

答：JDK 原生动态代理和 cglib 区别如下：

JDK 原生动态代理是基于接口实现的，不需要添加任何依赖，可以平滑的支持 JDK 版本的升级;

cglib 不需要实现接口，可以直接代理普通类，需要添加依赖包，性能更高。

7.为什么 JDK 原生的动态代理必须要通过接口来完成?

答：这是由于 JDK 原生设计的原因，来看动态代理的实现方法 newProxyInstance() 的源码：

/** 
 * ...... 
 * @param   loader the class loader to define the proxy class 
 * @param   interfaces the list of interfaces for the proxy class to implement 
 * ...... 
 */ @CallerSensitivepublic static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, 
                                      Class
 [] interfaces, 
                                      InvocationHandler h) 
    throws IllegalArgumentException{// 省略其他代码

来看前两个参数的声明：

loader：为类加载器，也就是 target.getClass().getClassLoader()

interfaces：接口代理类的接口实现列表

看了上面的参数说明，我们就明白了，要使用 JDK 原生的动态只能通过实现接口来完成。

总结

通过本文可以知道 JDK 原生动态代理是使用反射实现的，但动态代理的实现方式不止有反射，还可以是 ASM(一个短小精悍的字节码操作框架)、cglib(基于 ASM)等。其中 JDK 原生的动态代理是通过接口实现的，而 cglib 是通过子类实现的，因此 cglib 不能代理最终类(final)。而反射不但可以反射调用静态方法，还可以反射调用普通方法和私有方法，其中调用私有方法时要设置 setAccessible 为 true。

文章转载自：http://developer.51cto.com/art/202004/615378.htm