Java 反射以及動態代理，來看就懂了
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>
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");
- }
- }
- Java 反射以及動態代理，來看就懂了
- // 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;
- }
- }
- Java 反射以及動態代理，來看就懂了
- 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。
總結
通過本文可以知道 JDK 原生動態代理是使用反射實現的，但動態代理的實現方式不止有反射，還可以是 ASM(一個短小精悍的字節碼操作框架)、cglib(基于 ASM)等。其中 JDK 原生的動態代理是通過接口實現的，而 cglib 是通過子類實現的，因此 cglib 不能代理最終類(final)。而反射不但可以反射調用靜態方法，還可以反射調用普通方法和私有方法，其中調用私有方法時要設置 setAccessible 為 true。
