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Java 反射与动态代理

一、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。通过反射，我们可以直接操作类或对象，例如获取某个对象的类定义、获取类声明的属性和方法、调用方法或构造对象，甚至可以运行时修改类定义。

1. 获取类（Class）对象

获取类对象有三种方法：

• 通过 forName() 方法：Class.forName("PeopleImpl")
• 通过 getClass() 方法：new PeopleImpl().getClass()
• 直接获取 .class 属性：PeopleImpl.class

2. 类的常用方法

类中提供了许多有用的方法：

• getName()：获取类完整名称；
• getSuperclass()：获取类的父类；
• newInstance()：创建实例对象；
• getFields()：获取当前类和父类的 public 修饰的所有属性；
• getDeclaredFields()：获取当前类（不包含父类）的声明的所有属性；
• getMethod()：获取当前类和父类的 public 修饰的所有方法；
• getDeclaredMethods()：获取当前类（不包含父类）的声明的所有方法；

更多方法还有：getEnclosingClass(), getModifiers(), getParameters(), getReturnType(), getSignum(), 等等。

3. 类方法调用

通过反射调用类中的方法，需要使用 invoke() 方法。方法调用分为三种类型：

• 静态（static）方法调用；
• 普通方法调用；
• 私有方法调用。

3.1 静态方法调用

示例代码：

public static void main(String[] args) {    Class myClass = Class.forName("example.PeopleImpl");    // 调用静态（static）方法    Method getSex = myClass.getMethod("getSex");    getSex.invoke(myClass);}

3.2 普通方法调用

示例代码：

public static void main(String[] args) {    Class myClass = Class.forName("example.PeopleImpl");    Object object = myClass.newInstance();    Method method = myClass.getMethod("sayHi", String.class);    method.invoke(object, "老王");}

3.3 调用私有方法

示例代码：

public static void main(String[] args) {    Class myClass = Class.forName("example.PeopleImpl");    Object object = myClass.newInstance();    Method privSayHi = myClass.getDeclaredMethod("privSayHi");    privSayHi.setAccessible(true);    privSayHi.invoke(object);}

4. 总结

• 在反射中，核心方法是 newInstance() 获取类实例，getMethod() 获取方法，使用 invoke() 进行方法调用，通过 setAccessible(true) 修改私有变量/方法的访问限制。
• 获取属性/方法时，“Declared”与无“Declared”有区别：“Declared”修饰的方法或属性可以获取本类的所有方法或属性（private 到 public），而无“Declared”修饰的方法或属性只能获取 public 修饰的方法或属性。

二、动态代理

动态代理是一种方便运行时动态构建代理、动态处理代理方法调用的机制，广泛应用于 RPC 调用、面向切面编程（AOP）等场景。

1. JDK Proxy 动态代理

JDK Proxy 是通过实现 InvocationHandler 接口来实现的。代码示例：

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;    public Object getInstance(Object target) {        this.target = target;        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);        System.out.println("调用后");        return result;    }}public static void main(String[] args) {    AnimalProxy proxy = new AnimalProxy();    Animal dogProxy = (Animal) proxy.getInstance(new Dog());    dogProxy.eat();}

需要注意的是，JDK Proxy 只能代理实现接口的类（即使是继承类也是不可以的）。

2. Cglib 动态代理

Cglib 是一种基于 ASM 的动态代理框架，它可以对任意类（包括 final 类）生成代理类，覆盖特定方法实现。代码示例：

class Panda {    public void eat() {        System.out.println("The panda is eating");    }}class CglibProxy implements MethodInterceptor {    private Object target;    public Object getInstance(Object target) {        this.target = target;        Enhancer enhancer = new Enhancer();        enhancer.setSuperclass(this.target.getClass());        enhancer.setCallback(this);        return enhancer.create();    }    @Override    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);        System.out.println("调用后");        return result;    }}public static void main(String[] args) {    CglibProxy proxy = new CglibProxy();    Panda panda = (Panda) proxy.getInstance(new Panda());    panda.eat();}

Cglib 的优势是可以直接代理任意类，而 JDK Proxy 只能代理实现接口的类。然而，Cglib 的缺点是对 final 类无法代理，且依赖 ASM 类库。

三、JDK Proxy 与 Cglib 对比

优点：

• JDK Proxy：

  • 最小化依赖关系，减少依赖意味着简化开发和维护，JDK 本身的支持更加可靠。
  • 平滑进行 JDK 版本升级。

• Cglib：

  • 可调用普通类，不需要实现接口。
  • 高性能。

缺点：

• JDK Proxy：

  • 只能代理实现接口的类。
  • 依赖 JDK 本身的反射机制。

• Cglib：

  • 对 final 类无法代理。
  • 依赖 ASM 类库。

总结：在选型时需要综合考虑性能、可靠性、可维护性等因素，标准类库和反射编程的门槛较低，是初次学习动态代理的不错选择。

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