Java 反射以及动态代理,来看就懂了

反射

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:

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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;

}

}

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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);

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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");

}

}

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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);

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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);

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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);

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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");

}

}

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// 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;

}

}

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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();

}

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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:

cglib

cglib

3.2.12

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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();

}

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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);

}

}

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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

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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。

原文 

http://developer.51cto.com/art/202007/621230.htm

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