【Java核心-基础】反射机制 与 动态代理

Java 反射机制

很多编程语言都有“反射机制”。这项机制能让程序在运行期间 自省（introspect）。

通过这项技术，我们可以在运行期间获取类的属性、方法等元数据，甚至修改类的定义。

Java 的反射机制也一样。

 

AccessibleObject

AccesibleObject 是使用 Java 反射机制上通常会用到的类。

java.lang.reflect.Constructor、java.lang.reflect.Method、java.lang.reflect.Field 都继承自该类。

Java 9 之后，原则上只有被反射操作的模块和指定的包对反射调用者模块Open，才能使用 setAccessible（Jigsaw）。

所以虽然直接使用 setAccessible 的行为被兼容，但是存在争议。

 

动态代理

动态代理一种程序运行时动态构建代理、动态处理代理方法调用的机制。

AOP（面向切面编程）、RPC调用包装之类场景就用到了动态代理。

动态代理的实现方式有很多。Java的反射机制就是其中一种。 ASM、cglib、Javassist 都可以实现动态代理。

 

代理就是对调用目标的一个包装，类似设计模式里的代理模式。对目标代码的调用时通过代理对象完成的，而不是直接调用。

代理机制可以让 调用者 和 实现者 之间解耦；隐藏一些调用者不太关心的操作，提供更友好的访问方式。

 

JDK Proxy 实现动态代理

JDK Proxy 内部用到了 Java 反射机制 和 ASM。

它基于接口实现代理，即构建一个也实现了目标接口的类。

因为是基于接口的代理，代理对象的类型不是原类型，也不是原类型的子类，所以业务逻辑不能依赖于类继承关系。

 

这是一个利用 JDK Proxy 实现动态代理的样例。

示例代码中指定代理实例代理所有 HelloImpl 类实现的类：HelloImpl.class.getInterfaces()

如果只想代理 Hello 接口，可以指定为 new Class<?>[]{Hello.class}

 

MyInvocationHandler.invoke 方法内部调用了实际目标方法 HelloImpl.sayHello。

此处代理方法只是输出了一行日志。可根据需求实现各种逻辑（日志、用户鉴权、全局性异常处理、性能监控、事务处理等）。

这种“全包围”的代理方式类似于 AOP 中的“环绕通知”（如，AspectJ 中的 @Around）。

 

public class MyDynamicProxy {
  public static void main(String[] args) {
    HelloImpl hello = new HelloImpl();
    MyInvocationHandler handler = new MyInvocationHandler();
    
    // 构造代理类实例
    Hello proxyHello = (Hello)Proxy.newProxyInstance(
      HelloImpl.class.getClassLoader(),
      HelloImpl.class.getInterfaces(),
      handler);

    // 调用代理方法
    proxyHello.sayHello();
  }

  interface Hello {
    void sayHello();
  }

  class HelloImpl implements Hello {
    @Override
    public void sayHello() {
      System.out.println("Hello World");
    }
  }

  class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
    private Object target;
    public MyInvocationHandler(Object target) {
      this.target = target;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
      System.out.println("Invoking sayHello");
      Object result = method.invoke(target, args);
      return result;
    }
  }
}

 

 

cglib 实现动态代理

当被代理类未实现接口，准确地说是被代理方法不属于某个接口时，我们可以用 cglib 来实现代理。

cglib 内部使用了 ASM。

它实现代理的原理是构建一个目标类的子类。与 JDK Proxy 基于接口的方式相比，该方式更近似使用被调用者本身。

Spring AOP 中也可显式指定使用 cglib。

 

JDK Proxy vs cglib

JDK Proxy 的优势

JDK Proxy 可最小化依赖关系。这可以简化开发与维护：

• 代码实现简单
• 可以随着JDK平滑升级
• JDK通常比 cglib 更可靠

cglib 的优势

• 不受“无接口”的限制

  不过，面向接口编程依然是值得推荐的原则。这对解耦及提升可测性方面非常有效。

   

• 只操作业务所关心的类，不必增加处理其它相关类的工作量

• 高性能

  其实 JDK Proxy 的性能也不差，在典型场景中近似 cglib

结论

与通常对待性能的技术选型一样，在没有明确的统计数据与需求前，不必纠结与选何种技术。

可靠性、可维护性、编程工作量都是主要的考虑因素。