第六讲-动态代理是基于什么原理

编程语言有很多分类角度

动态类型和静态类型是一种分类角度，简单区别就是语言类型信息是再运行时检查，还是在编译器检查。

强类型和弱类型也是一种分类角度，简单区别是不同类型变量赋值时，是否需要显式地（强制）进行类型转换。

所以，通常认为 Java 是静态强类型语言，但是因为其提供了类似反射等机制，也具备了部分动态语言的能力。

谈谈 Java 的反射机制，动态代理是基于什么原理？

典型回答

典型回答就是飘飘的将 Java 反射机制的介绍，功能。讲动态代理的介绍，点几个实现方法的名字，如 JDK 自身提供的动态代理、ASM、cglib、javassist。

考点分析

这个题目其实是有诱导的嫌疑，可能会下意识认为动态代理就是基于反射机制实现的，这样说虽然不错但是就不全面。

功能才是目的，实现的方法有很多。

总的来说，这个题目考察的是 Java 语言的另外一种基础机制：反射，它就像一种魔法，引入运行时自省的能力，赋予 Java 语言令人意外的活力，通过运行时操作元数据或对象，Java 可以灵活地操作运行时才能确定的信息。而动态代理，则是延伸出来的一种广泛应用于产品开发中的技术，很多频繁的重复编程，都可以被动态代理优雅地解决。

这道题有很多扩展或深挖的角度，比如

• 考察对反射机制地了解和掌握程度。
• 动态代理解决了什么问题，在业务系统中的应用场景是什么？
• JDK 动态代理在设计和实现上与 cglib 等方式有什么不同，进而该如何取舍？

知识扩展

1. 反射机制及其演进

Java 的反射机制，工具就是 java.lang.reflect 包下的各个类了，Class、Field、Method、Constructor 等，这些就是我们用来操作类和对象这些元数据的工具了。

在 oracle 的 Javase 文档中，简单地讲了几个反射的基本用处和缺点

用处

1. 扩展功能，给类赋予更多能力。
2. IDE 利用反射获取类的成员信息，方便程序员
3. 利用反射来 debug 和测试。比如开放私有方法，进行测试，提高测试覆盖率。

缺点

1. 反射是动态执行的，因此 JVM 不能对它进行优化。在频繁执行的代码，应该避免使用反射。
2. 在安全管理下的环境，反射可能不被允许执行。比如 Applet。
3. 因为反射暴露了类内部的信息。所以可能导致一些奇怪的边缘影响，让代码功能混乱，轻便性被破坏。

关于反射，有一点值得特意提一下，就是反射提供的 AccessbleObject.setAccessible(boolean flag)。它的子类也大多重写了这个方法，这里的 setAccessible 让我们可以在运行时修改成员的访问限制，他有非常多的应用场景，遍及我们日常的开发、测试、依赖注入等各种框架中。比如在 O/R Mapping 框架中，我们为一个 Java bean 运行时自动生成 getter、setter 的逻辑（注意这里是逻辑，不是方法），这是加载或者持久化数据必须的功能，框架通常就是利用反射做这个功能，不用开发者手动去学类似的重复代码。

另一个典型的应用场景就是绕过 API 的访问控制。我们日常开发可能要被迫调用内部 API 去做些事情，比如自定义的高性能 NIO 框架需要显式地释放 DirectBuffer，使用反射绕开限制是一种办法。

在 Java 9 以后，Jigsaw 项目新增模块化系统，出于强封装性的考虑，对反射进行了限制。Jigsaw 引入了所谓的 Open 的概念，如果反射操作的模块和制定的包对反射调用者没有 Open，那么 setAccessible 操作是被认为不合法的。

2. 动态代理

动态代理，首先它是一个代理。

而代理，可以看成是对目标对象的一个包装。可以包装 RPC 调用、限制对目标对象的访问、扩展功能、隐藏框架内部的寻址、序列化、反序列化的过程等。对调用者无需关心的内容，通过代理，可以屏蔽掉这些细节。

动态代理是在静态代理的上发展过来的。静态代理，就是在编译时就确定好代理类，而动态代理是在运行时动态生成代理类。早期的 RMI 就是典型的静态代理，需要手动生成 stub 等各种文件，相当麻烦。虽然改进后的 RMI 不再需要做这些工作，但也是相当古老的技术了，会被逐步淘汰。

在 JDK 中，动态代理有多种实现方式，各有千秋。

比如 JDK 自带的 Proxy 动态代理，第三方库 cglib等。

JDK 自带的动态代理，优点是

• 最小化依赖关系，减少依赖，意味着更低的开发成本和更高的可维护性。JDK 自身的支持，比第三方库更有保障。
• 代码实现简单。
• 平滑进行 JDK 版本升级，而字节码类库通常要进行更新以保证在新版 Java 上正常使用。

缺点就是，基于接口。被代理类必须实现接口，实现的接口不能有相同名字和参数的方法等

而类似于 cglib 框架的优势

• 通过生成子类的方式，避开了接口限制。Spring AOP 就是使用 cglib 来避开接口限制。当被代理类有实现接口时，Spring AOP 选择使用 JDK Proxy，否则，使用 cglib。不过我们也可以指定只用 cglib。
• 只操作我们关心的类，而不必为其他相关类增加工作量。
• 高性能。

关于性能角度，可以补充几句。有人曾经得出结论说 JDK Proxy 比 cglib 或者 javassist 慢几十倍。坦白说，不去争论具体的 benckmark 细节，在主流的 JDK 版本中， JDK Proxy 在典型场景可以提供对等的性能水平，数量级的差距基本上不是广泛存在的。而且，反射机制在现代 JDK 中，自身已经得到了极大的改进

缺点是，它是一个第三方类库。我们在选型中，性能未必是唯一的考量。可靠性、可维护性、编程工作量等往往是更主要的考虑因素，毕竟标准类库和反射编程的门槛要低得多，代码量也是更加可控的，如果我们比较下不同开源项目在动态代理上的投入，也能看到这一点。

动态代理的应用非常广泛，最然最初是因为 RPC 等使用进入我们的视线，但动态代理的使用场景远远不仅如此。它完美符合 Spring AOP 等切面编程。通过动态代理，实现 AOP，补充了 OOP 对于跨越不同对象或者类的分散、纠缠逻辑表现力不够的缺点。使得我们可以通过 AOP 在不同模块特定阶段做一些通用、指定的事情。类似日志、用户鉴权、全局异常处理、性能监控、甚至事务处理等。

AOP 通过动态代理，让开发者从这些繁琐的事项中抽身出来，大幅度提高了代码的抽象程度和复用度。

最近的一个项目，用虚幻连接实现一个线程池，就利用了动态代理包装了底层真正的数据库连接。