如何理解Java反射以及动态代理

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 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:

 

Java 反射以及动态代理,来看就懂了

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;     } }

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);

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");     } }

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);

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);

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);

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");     } }   // 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(); }

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 

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(); }

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);     } }

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

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。

到此,关于“如何理解Java反射以及动态代理”的学习就结束了,希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习,快去试试吧!若想继续学习更多相关知识,请继续关注创新互联网站,小编会继续努力为大家带来更多实用的文章!


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