反射和动态代理放有一定的相关性,但单纯的说动态代理是由反射机制实现的,其实是不够全面不准确的,动态代理是一种功能行为,而它的实现方法有很多。要怎么理解以上这句话,请看下文。
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,官方用语)的能力。通过反射我们可以直接操作类或者对象,比如获取某个对象的类定义,获取类声明的属性和方法,调用方法或者构造对象,甚至可以运行时修改类定义。
获取类对象有三种方法:
更多方法: icdn.apigo.cn/blog/class-…
反射要调用类中的方法,需要通过关键方法“invoke()”实现的,方法调用也分为三种:
以下会分别演示,各种调用的实现代码,各种调用的公共代码部分,如下:
// 此段代码为公共代码 interface People { int parentAge = 18; public void sayHi(String name); } class PeopleImpl implements People { private String privSex = "男"; public String race = "汉族"; @Override public void sayHi(String name) { System.out.println("hello," + name); } private void prvSayHi() { System.out.println("prvSayHi~"); } public static void getSex() { System.out.println("18岁"); } } 复制代码
// 核心代码(省略了抛出异常的声明) public static void main(String[] args) { Class myClass = Class.forName("example.PeopleImpl"); // 调用静态(static)方法 Method getSex = myClass.getMethod("getSex"); getSex.invoke(myClass); } 复制代码
静态方法的调用比较简单,使用 getMethod(xx) 获取到对应的方法,直接使用 invoke(xx)就可以了。
普通非静态方法调用,需要先获取类示例,通过“newInstance()”方法获取,核心代码如下:
Class myClass = Class.forName("example.PeopleImpl"); Object object = myClass.newInstance(); Method method = myClass.getMethod("sayHi",String.class); method.invoke(object,"老王"); 复制代码
getMethod 获取方法,可以声明需要传递的参数的类型。
调用私有方法,必须使用“getDeclaredMethod(xx)”获取本类所有什么的方法,代码如下:
Class myClass = Class.forName("example.PeopleImpl"); Object object = myClass.newInstance(); Method privSayHi = myClass.getDeclaredMethod("privSayHi"); privSayHi.setAccessible(true); // 修改访问限制 privSayHi.invoke(object); 复制代码
除了“getDeclaredMethod(xx)”可以看出,调用私有方法的关键是设置 setAccessible(true) 属性,修改访问限制,这样设置之后就可以进行调用了。
1.在反射中核心的方法是 newInstance() 获取类实例,getMethod(..) 获取方法,使用 invoke(..) 进行方法调用,通过 setAccessible 修改私有变量/方法的访问限制。
2.获取属性/方法的时候有无“Declared”的区别是,带有 Declared 修饰的方法或属性,可以获取本类的所有方法或属性(private 到 public),但不能获取到父类的任何信息;非 Declared 修饰的方法或属性,只能获取 public 修饰的方法或属性,并可以获取到父类的信息,比如 getMethod(..)和getDeclaredMethod(..)。
动态代理是一种方便运行时动态构建代理、动态处理代理方法调用的机制,很多场景都是利用类似机制做到的,比如用来包装 RPC 调用、面向切面的编程(AOP)。
实现动态代理的方式很多,比如 JDK 自身提供的动态代理,就是主要利用了上面提到的反射机制。还有其他的实现方式,比如利用传说中更高性能的字节码操作机制,类似 ASM、cglib(基于 ASM)等。
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,可以做一个全局的拦截器。
JDK Proxy 是通过实现 InvocationHandler 接口来实现的,代码如下:
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; } } 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(); } 复制代码
如上代码,我们实现了通过动态代理,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(即使是extends继承类也是不可以代理的)。
这个问题要从动态代理的实现方法 newProxyInstance 源码说起:
@CallerSensitive public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h) throws IllegalArgumentException { // 省略其他代码 复制代码
来看前两个源码参数说明:
* @param loader the class loader to define the proxy class * @param interfaces the list of interfaces for the proxy class to implement 复制代码
所以这个问题的源头,在于 JDK Proxy 的源码设计。如果要执意动态代理,非接口实现类就会报错:
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: com.sun.proxy.$Proxy0 cannot be cast to xxx
JDK 动态代理机制只能代理实现了接口的类,Cglib 是针对类来实现代理的,他的原理是对指定的目标类生成一个子类,并覆盖其中方法实现增强,但因为采用的是继承,所以不能对 final 修饰的类进行代理。
Cglib 可以通过 Maven 直接进行版本引用,Maven 版本地址: mvnrepository.com/artifact/cg…
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> 复制代码
Cglib 代码实现,如下:
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(); } @Override 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(); } 复制代码
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,可以直接对普通类进行动态代理。
总结:需要注意的是,我们在选型中,性能未必是唯一考量,可靠性、可维护性、编程工作量等往往是更主要的考虑因素,毕竟标准类库和反射编程的门槛要低得多,代码量也是更加可控的,如果我们比较下不同开源项目在动态代理开发上的投入,也能看到这一点。
本文所有示例代码: github.com/vipstone/ja…