JDK 原生动态代理是怎么实现的(附面试题）
2023-06-17 13:48:08
反射
反射机制是 Java 语言提供的基本功能使程序在运行过程中自省（introspect）能力。简单来说，在运行过程中，可以通过反射获得、检测和调用对象的属性和方法。
使用场景进行反射现实中反射的使用场景有很多，比如以下几个。
使用场景1：编程工具 IDEA 或 Eclipse 等等，写代码时会有代码(属性或方法名)提示，因为使用了反射。
使用场景二：许多著名的框架，为了使程序更加优雅和简洁，也会使用反射。
例如，Spring 不同的类别可以通过配置加载，调用不同的方法，代码如下：
<bean id="person" class="com.spring.beans.Person" init-method="initPerson"></bean>
例如，MyBatis 在 Mapper 使用外部类别 SQL 构建查询时，代码如下：
@SelectProvider(type = PersonSql.class, method = "getListSql")List<Person> 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：
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，还有许多其他类似的反射场景。这里不一一列举。读者可以从一个例子中得出推论，思考在正常开发中使用反射功能的场景。
基本使用反射接下来，我们通过反射调用类中的某种方法来学习反射的基本使用。
使用反射调用类的方法可分为三种情况：
- 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 上述三种方法包括代码如下：
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"); }}
以下是如何使用反射来调用上述三种方法。
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
可以通过反射获得调用类 Class.forName()反射获取实例应通过 newInstance()，等于 new 通过反射获取新对象的方法 getMethod()获得类似方法后使用 invoke() 调用对类方法。如果类法是私有方法，则需要通过 setAccessible(true) 修改方法的访问限制，以上操作是反射的基本使用。
动态代理动态代理可以理解为应该自己做的事情，但交给别人代为处理。这个过程叫做动态代理。
使用动态代理的场景众所周知，动态代理的使用场景是 Spring 面向切面编程（AOP）。例如，依赖注入 @Autowired 和事务注解 @Transactional 等等，都是通过动态代理来实现的。
动态代理也可以包装一些 RPC 调用，也可以通过代理实现全局拦截器等。
动态代理与反射的关系JDK 原生提供的动态代理是通过反射实现的，但动态代理的实现也可以是 ASM(短小精悍的字节码操作框架)、cglib（基于 ASM）等等，不局限于反射。
让我们分别来看看：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"); }}// JDK 代理class AnimalProxy implements InvocationHandler { private Object target; // 代理对象 public Object getInstance(Object target) { this.target = target; // 获取代理对象 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; }}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();}
通过动态代理，我们在所有请求之前和之后打印了一个简单的信息。
注意： JDK Proxy 只能代理实现接口的类别(即使是 extends 继承也是不能代表的)。
2）cglib 动态代理要是用 cglib 要实现添加对 cglib 如果是，引用 maven 对于项目，直接添加以下代码：
<dependency> <groupId>cglib</groupId> <artifactId>cglib</artifactId> <version>3.2.12</version></dependency>
cglib 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(); // 以父类为例类 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); // 调用执行方法 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();}
上述程序执行结果：
调用前
The panda is eating
调用后
以上代码可以知道，cglib 通过实现调用 MethodInterceptor 接口的 intercept 方法，调用 invokeSuper 动态代理。它可以直接动态代理普通类，不需要像 JDK 代理需要通过接口完成，值得一提的是 Spring 也通过了动态代理 cglib 实现的。
注意：cglib 底层是通过子类继承被代理对象来实现动态代理的，所以代理类不能是最终类（final），否则会报错 java.lang.IllegalArgumentException: Cannot subclass final class xxx。
1.动态代理解决了哪些问题？答：首先，它是一种代理机制。如果我们熟悉设计模式中的代理模式，我们就会知道代理可以被视为调用目标的包装。这样，我们就不会直接调用目标代码，而是通过代理完成。通过代理，调用者和实现者可以解耦。例如 RPC 调用，通过代理，可以提供更友好的界面；也可以通过代理制作全局拦截器。
2.动态代理与反射的关系是什么？答:反射可以用来实现动态代理，但动态代理还有其他实现方法，比如 ASM(短小精悍的字节码操作框架)、cglib 等。
3.以下描述的错误是什么？A：cglib B的性能更高：Spring 中有使用 cglib 实现动态代理C：Spring 中有使用 JDK 原生动态代理D：JDK 原生动态代理性能更高
答：D
题目解析：Spring 实现动态代理有两种方式：cglib 和 JDK 原生动态代理。
4.请补充以下代码？
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");
题目分析:这个题目主要考私有方法的获取，私有方法的获取不是通过的 getMethod() 方式，而是通过 getDeclaredMethod() 获取的。
5.cglib 这句话可以代表任何类型，对吗？为什么？答:这句话不完全正确，因为 cglib 只有代理才能有子类的普通类，比如最终类（final），cglib 由于动态代理无法实现，因此无法实现 cglib 底层是通过继承代理子类实现动态代理，因此不能使用继承子类 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，不需要任何依赖，可以平滑支持 JDK 版本升级；
- 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。
答:这是因为 JDK 原生设计的原因取决于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
看前两个参数的声明：
- loader：为类加载器，即 target.getClass().getClassLoader()
- interfaces：接口代理接口实现列表
看了上面的参数说明，我们就明白了，要用了 JDK 原始动态只能通过实现接口来完成。
总结这篇文章可以知道 JDK 原始动态代理是通过反射实现的，但动态代理的实现不仅是反射，还有 ASM(短小精悍的字节码操作框架)、cglib（基于 ASM）等。其中 JDK 原始动态代理是通过接口实现的，而原始动态代理是通过接口实现的 cglib 它是通过子类实现的，所以 cglib 不能代表最终类（final）。反射不仅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。调用私有方法时应设置 setAccessible 为 true。
