Java 反射以及动态代理，来看就懂了

各位志同道合的朋友们大家好，我是一个一直在一线互联网踩坑十余年的编码爱好者，现在将我们的各种经验以及架构实战分享出来，如果大家喜欢，就关注我，一起将技术学深学透，我会每一篇分享结束都会预告下一专题

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：

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。

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。

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