如何理解Java反射以及動態代理

這篇文章主要介紹“如何理解Java反射以及動態代理”，在日常操作中，相信很多人在如何理解Java反射以及動態代理問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”如何理解Java反射以及動態代理”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學習吧！

 反射

反射機制是 Java  語言提供的一種基礎功能，賦予程序在運行時自省(introspect)的能力。簡單來說就是通過反射，可以在運行期間獲取、檢測和調用對象的屬性和方法。

反射的使用場景

在現實中反射的使用場景有很多，比如以下幾個。

使用場景一：編程工具 IDEA 或 Eclipse 等，在寫代碼時會有代碼(屬性或方法名)提示，就是因為使用了反射。

使用場景二：很多知名的框架，為了讓程序更優雅更簡潔，也會使用到反射。

例如，Spring 可以通過配置來加載不同的類，調用不同的方法，代碼如下所示：

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

Java 反射以及動態代理，來看就懂了

例如，MyBatis 在 Mapper 使用外部類的 Sql 構建查詢時，代碼如下所示：

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

使用場景三：數據庫連接池，也會使用反射調用不同類型的數據庫驅動，代碼如下所示：

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);

當然反射還有其他很多類似的使用場景，這里就不一一列舉，讀者可以舉一反三，想想在平常的開發中，還有哪些使用了反射功能的場景。

反射的基本使用

下來我們通過反射調用類中的某個方法，來學習反射的基本使用。

使用反射調用類中的方法，分為三種情況：

• 調用靜態方法

• 調用公共方法

• 調用私有方法

假設有一個實體類 MyReflect 包含了以上三種方法，代碼如下：

package com.interview.chapter4; class MyReflect {     // 靜態方法     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");     } }

下面分別來看，使用反射如何調用以上三種類型的方法。

① 反射調用靜態方法

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

② 反射調用公共方法

Class myClass = Class.forName("com.interview.chapter4.MyReflect"); // 創建實例對象（相當于 new ） Object instance = myClass.newInstance(); Method method2 = myClass.getMethod("publicMd"); method2.invoke(instance);

③ 反射調用私有方法

Class myClass = Class.forName("com.interview.chapter4.MyReflect"); // 創建實例對象（相當于 new ） Object object = myClass.newInstance(); Method method3 = myClass.getDeclaredMethod("privateMd"); method3.setAccessible(true); method3.invoke(object);

反射使用總結

反射獲取調用類可以通過 Class.forName()，反射獲取類實例要通過 newInstance()，相當于 new 一個新對象，反射獲取方法要通過  getMethod()，獲取到類方法之后使用 invoke() 對類方法進行調用。如果是類方法為私有方法的話，則需要通過 setAccessible(true)  來修改方法的訪問限制，以上的這些操作就是反射的基本使用。

動態代理

動態代理可以理解為，本來應該自己做的事情，卻交給別人代為處理，這個過程就叫做動態代理。

動態代理的使用場景

動態代理被廣為人知的使用場景是 Spring 中的面向切面編程(AOP)。例如，依賴注入 @Autowired 和事務注解 @Transactional  等，都是利用動態代理實現的。

動態代理還可以封裝一些 RPC 調用，也可以通過代理實現一個全局攔截器等。

動態代理和反射的關系

JDK 原生提供的動態代理就是通過反射實現的，但動態代理的實現方式還可以是 ASM(一個短小精悍的字節碼操作框架)、cglib(基于  ASM)等，并不局限于反射。

下面我們分別來看：JDK 原生動態代理和 cglib 的實現。

1)JDK 原生動態代理

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);     }     @Override     public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {         System.out.println("調用前");         Object result = method.invoke(target, args); // 方法調用         System.out.println("調用后");         return result;     } }   public static void main(String[] args) {     // JDK 動態代理調用     AnimalProxy proxy = new AnimalProxy();     Animal dogProxy = (Animal) proxy.getInstance(new Dog());     dogProxy.eat(); }

以上代碼，我們實現了通過動態代理，在所有請求前、后都打印了一個簡單的信息。

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

2)cglib 動態代理

要是用 cglib 實現要添加對 cglib 的引用，如果是 maven 項目的話，直接添加以下代碼：

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

cglib 的具體實現，請參考以下代碼：

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();         // 設置父類為實例類         enhancer.setSuperclass(this.target.getClass());         // 回調方法         enhancer.setCallback(this);         // 創建代理對象         return enhancer.create();     }     public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {         System.out.println("調用前");         Object result = methodProxy.invokeSuper(o, objects); // 執行方法調用         System.out.println("調用后");         return result;     } } public static void main(String[] args) {     // cglib 動態代理調用     CglibProxy proxy = new CglibProxy();     Panda panda = (Panda)proxy.getInstance(new Panda());     panda.eat(); }

以上程序執行的結果：

調用前

The panda is eating

調用后

由以上代碼可以知道，cglib 的調用通過實現 MethodInterceptor 接口的 intercept 方法，調用 invokeSuper  進行動態代理的。它可以直接對普通類進行動態代理，并不需要像 JDK 代理那樣，需要通過接口來完成，值得一提的是 Spring 的動態代理也是通過 cglib  實現的。

注意：cglib 底層是通過子類繼承被代理對象的方式實現動態代理的，因此代理類不能是最終類(final)，否則就會報錯  java.lang.IllegalArgumentException: Cannot subclass final class xxx。

相關面試題

1.動態代理解決了什么問題?

答：首先它是一個代理機制，如果熟悉設計模式中的代理模式，我們會知道，代理可以看作是對調用目標的一個包裝，這樣我們對目標代碼的調用不是直接發生的，而是通過代理完成，通過代理可以讓調用者與實現者之間解耦。比如進行  RPC 調用，通過代理，可以提供更加友善的界面;還可以通過代理，做一個全局的攔截器。

2.動態代理和反射的關系是什么?

答：反射可以用來實現動態代理，但動態代理還有其他的實現方式，比如 ASM(一個短小精悍的字節碼操作框架)、cglib 等。

3.以下描述錯誤的是?

A：cglib 的性能更高B：Spring 中有使用 cglib 來實現動態代理C：Spring 中有使用 JDK 原生的動態代理D：JDK  原生動態代理性能更高

答：D

題目解析：Spring 動態代理的實現方式有兩種：cglib 和 JDK 原生動態代理。

4.請補全以下代碼?

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();         // 補充此行代碼         method.setAccessible(true);         method.invoke(object);     } }

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

題目解析：此題主要考的是私有方法的獲取，私有方法的獲取并不是通過 getMethod() 方式，而是通過 getDeclaredMethod()  獲取的。

5.cglib 可以代理任何類這句話對嗎?為什么?

答：這句話不完全對，因為 cglib 只能代理可以有子類的普通類，對于像最終類(final)，cglib 是不能實現動態代理的，因為 cglib  的底層是通過繼承代理類的子類來實現動態代理的，所以不能被繼承類無法使用 cglib。

6.JDK 原生動態代理和 cglib 有什么區別?

答：JDK 原生動態代理和 cglib 區別如下：

JDK 原生動態代理是基于接口實現的，不需要添加任何依賴，可以平滑的支持 JDK 版本的升級;

cglib 不需要實現接口，可以直接代理普通類，需要添加依賴包，性能更高。

7.為什么 JDK 原生的動態代理必須要通過接口來完成?

答：這是由于 JDK 原生設計的原因，來看動態代理的實現方法 newProxyInstance() 的源碼：

/**  * ......  * @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{// 省略其他代碼

來看前兩個參數的聲明：

loader：為類加載器，也就是 target.getClass().getClassLoader()

interfaces：接口代理類的接口實現列表

看了上面的參數說明，我們就明白了，要使用 JDK 原生的動態只能通過實現接口來完成。

到此，關于“如何理解Java反射以及動態代理”的學習就結束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習，快去試試吧！若想繼續學習更多相關知識，請繼續關注億速云網站，小編會繼續努力為大家帶來更多實用的文章！