第 6 讲：谈谈 Java 反射机制，动态代理是基于什么原理？

反射机制

Java 语言提供的一种基础功能，赋予程序在运行时自省（introspect，官方用语）的能力。可以在运行时通过提供完整的“包名+类名.class”得到某个对象的类型。

• 功能

在运行时能判断任意一个对象所属的类。

在运行时能构造任意一个类的对象。

在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。

在运行时调用任意一个对象的方法。

利用Java反射机制我们可以加载一个运行时才得知名称的 class，获悉其构造方法，并生成其对象实体，能对其 fields 设值并唤起其methods。

• 应用场景

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

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。

反射技术常用在各类通用框架开发中。因为为了保证框架的通用性，需要根据配置文件加载不同的对象或类，并调用不同的方法，这个时候就会用到反射——运行时动态加载需要加载的对象。

• 特点：

由于反射会额外消耗一定的系统资源，因此如果不需要动态地创建一个对象，那么就不需要用反射。另外，反射调用方法时可以忽略权限检查，因此可能会破坏封装性而导致安全问题。

 

动态代理

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。为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。在某些情况下，一个对象不适合或者不能直接引用另一个对象，而代理对象可以在两者之间起到中介的作用（可类比房屋中介，房东委托中介销售房屋、签订合同等）。

所谓动态代理，就是实现阶段不用关心代理谁，而是在运行阶段才指定代理哪一个对象（不确定性）。如果是自己写代理类的方式就是静态代理（确定性）。

• 组成要素：

1、抽象类接口

2、被代理类（具体实现抽象接口的类）

3、动态代理类：实际调用被代理类的方法和属性的类

• 应用场景

很多场景都是利用类似机制做到的，比如用来包装 RPC 调用、面向切面的编程（AOP）。其是反射延伸出来的一种广泛应用于产品开发中的技术，很多繁琐的重复编程，都可以被动态代理机制优雅地解决

• 实现方式

1、JDK 自身提供的动态代理，主要利用了反射机制。

2、利用传更高性能的字节码操作机制，类似 ASM、cglib（基于 ASM）、Javassist 等。

举例，常可采用的 JDK 提供的动态代理接口InvocationHandler 来实现动态代理类。其中 invoke 方法是该接口定义必须实现的，它完成对真实方法的调用。通过 InvocationHandler 接口，所有方法都由该 Handler 来进行处理，即所有被代理的方法都 InvocationHandler 接管实际的处理任务。此外，我们常可以在 invoke 方法实现中增加自定义的逻辑实现，实现对被代理类的业务逻辑无侵入。

 

知识扩展：

• 代理模式（通过代理静默地解决一些业务无关的问题，比如远程、安全、事务、日志、资源关闭……让应用开发者可以只关心他的业务）
• 静态代理：事先写好代理类，可以手工编写，也可以用工具生成。缺点是每个业务类都要对应一个代理类，非常不灵活。
• 动态代理：运行时自动生成代理对象。缺点是生成代理代理对象和调用代理方法都要额外花费时间。
•  JDK 动态代理：基于 Java 反射机制实现，必须要实现了接口的业务类才能用这种办法生成代理对象。新版本也开始结合 ASM 机制。
• cglib 动态代理：基于 ASM 机制实现，通过生成业务类的子类作为代理类。
• Java 反射机制的常见应用：动态代理（AOP、RPC）、提供第三方开发者扩展能力（Servlet 容器，JDBC 连接）、第三方组件创建对象（DI）等等
• 反射机制：

反射提供了 AccessibleObject.setAccessible​(boolean flag)。它的大多数子类重写了这个方法，这里的所谓 accessible 可以理解成修饰成员的 public、protected、private，这意味着我们可以在运行时修改成员访问限制！

setAccessible 的应用场景：

1、我们为一个 Java 实体对象，运行时自动生成 setter、getter 的逻辑，这是加载或者持久化数据非常必要的，框架通常可以利用反射做这个事情，而不需要开发者手动写类似的重复代码。

2、绕过 API 访问控制。我们日常开发时可能被迫要调用内部 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常见办法。

• 动态代理：

动态代理解决了什么问题？

1、它是一个代理机制（代理可以看作是对调用目标的一个包装）。通过代理，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。

2、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，框架内部的寻址、序列化、反序列化等，对于调用者往往是没有太大意义的，通过代理，可以提供更加友善的界面。