Java核心 -- 动态代理

编程语言分类

  1. 动态类型和静态类型:语言类型是运行时检查,还是编译期检查
  2. 强类型和弱类型:为不同类型的变量赋值时,是否需要进行显式的类型转换
  3. Java是静态的强类型语言,但提供了类似反射等机制,因此也具备了部分动态类型语言的能力

反射

  1. 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的能力
  2. 通过反射可以直接操作类或者对象
    • 获取某个对象的类定义
    • 获取类声明的属性和方法
    • 调用方法或者构造函数
    • 运行时修改类定义

setAccessible

  1. AccessibleObject.setAccessible(boolean flag):可以在运行时修改成员的访问限制
  2. setAccessible的应用遍布在日常开发、测试、依赖注入等框架中
    • 在O/R Mapping框架中,为一个Java实体对象,运行时自动生成getter/setter方法
    • 绕过API的访问控制,来调用内部API

动态代理

  1. 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
  2. 很多场景都是利用类似的机制来实现的,例如用来包装RPC调用AOP
  3. 实现动态代理的方式
    • JDK自身提供的动态代理,主要利用反射机制
    • 字节码操作机制,类似ASM、cglib(基于ASM)和Javassist

解决的问题

  1. 动态代理是一种代理机制,代理可以看作对调用目标的包装,对目标代码的调用是通过代理完成的
  2. 通过代理可以让调用者和实现者解耦,例如RPC调用,框架内部的寻址、序列化、反序列化等,对调用者没什么意义

发展历程

  1. 静态代理 -> 动态代理
  2. 静态代理:需要引入额外的工作,而这些工作与实际的业务逻辑没有关系
    • 古董技术RMI,需要rmic之类的工具生成静态stub等文件,增加了很多繁琐的准备工作
  3. 动态代理:相应的stub等类,可以在运行时生成,对应的调用操作也是动态生成的,极大地提高生产力

JDK Proxy + cglib

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public class MyDynamicProxy {
public static void main(String[] args) {
Hello hello = new HelloImpl();
MyInvocationHandler handler = new MyInvocationHandler(hello);
// 构造代理实例
Hello proxyHello = (Hello) Proxy.newProxyInstance(Hello.class.getClassLoader(), hello.getClass().getInterfaces(), handler);
// 调用代理方法
proxyHello.sayHello();

// 输出
// MyInvocationHandler Invoking HelloImpl#sayHello
// HelloImpl : Hello World
}
}

interface Hello {
void sayHello();
}

class HelloImpl implements Hello {
@Override
public void sayHello() {
System.out.println(getClass().getSimpleName() + " : Hello World");
}
}

@AllArgsConstructor
class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
private Object target;

@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println(getClass().getSimpleName() + " Invoking " + target.getClass().getSimpleName() + "#" + method.getName());
Object result = method.invoke(target, args);
return result;
}
}
  1. 实现InvocationHandler,添加额外逻辑
  2. 以Hello接口为纽带,为被调用目标构建代理对象,可以使用代理对象间接运行调用目标的逻辑
  3. 接口为中心,相当于添加了一种对被调用者没有太大意义的限制
  4. 另外实例化的是Proxy对象,而不是真正的被调用类型,可能会带来各种不变和能力退化
  5. 如果被调用者没有实现接口,可以通过cglib来实现动态代理(克服了对接口的依赖)
    • cglib动态代理的方式:创建目标类的子类,可以达到近似使用被调用者本身的效果

优势对比

JDK Proxy

  1. 最小化依赖关系,简化开发和维护,JDK本身的支持
  2. JDK平滑升级,而字节码类库通常需要进行更新以保证在新版Java上能够使用
  3. 代码实现简单

cglib

  1. 侵入性更小,JDK Proxy是基于接口的,而限定被调用者实现特定接口是有侵入性的实践
  2. 只需操作关心的类,而不必为其它相关类增加工作量
  3. 高性能

性能对比

  1. 主流的JDK版本中,JDK Proxy在典型场景可以提供对等的性能水平,在数量级的差距并不是广泛存在的
  2. 反射机制的性能在现代JDK中,已经得到了极大的改进和优化,同时JDK的很多功能同样使用了ASM进行字节码操作
  3. 在选型时,性能并不是唯一考量,而可靠性、可维护性和编程工作量才是更主要的考虑因素
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