第6讲 | 动态代理是基于什么原理？

谈谈 Java 反射机制，动态代理是基于什么原理？

典型回答

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。

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。

实现动态代理的方式很多，比如 JDK 自身提供的动态代理，就是主要利用了上面提到的反射机制。还有利用更高性能的字节码操作机制，类似 ASM、cglib（基于ASM)、Javassist 等。很多繁琐的重复编程，都可以被动态代理机制优雅地解决。

反射机制及其演进

查看java.lang或java.lang.reflect包下的相关抽象，Class、Field、Method、Constructor等，这些完全就是我们去操作类和对象的元数据对应。

AccessibleObject.setAccessible(boolean)可以运行时修改成员的访问权限。

但是，在 Java 9 以后，这个方法的使用可能会存在一些争议。因为 Jigsaw 项目新增的模块化系统，出于强封装性的考虑，对反射访问进行了限制。Jigsaw 引入了所谓 Open 的概念，只有当被反射操作的模块和指定的包对反射调用者模块Open，才能使用 setAccessible；否则，被认为不合法操作。如果我们的实体类是定义在模块里面，我们需要在模块描述符中明确声明：

module MyEntities {
    // Open for reflection
    opens com.mycorp to java.persistence;
}

动态代理

首先，它是一个代理机制。很多动态代理场景，可以看作是装饰器（Decorator）模式的应用。通过代理可以让调用者与实现者之间解耦。

代理的发展经历了静态到动态的过程，源于静态代理引入的额外工作。

JDK 动态代理的一个简单例子。下面只是加了一句 print，在生产系统中，我们可以轻松扩展类似逻辑进行诊断、限流等。

public class MyDynamicProxy {
    public static  void main (String[] args) {
        HelloImpl hello = new HelloImpl();
        MyInvocationHandler handler = new MyInvocationHandler(hello);
        // 构造代码实例
        Hello proxyHello = (Hello) Proxy.newProxyInstance(HelloImpl.class.getClassLoader(), HelloImpl.class.getInterfaces(), handler);
        // 调用代理方法
        proxyHello.sayHello();
    }
}
interface Hello {
    void sayHello();
}
class HelloImpl implements  Hello {
    @Override
    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello World");
    }
}
 class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
    private Object target;
    public MyInvocationHandler(Object target) {
        this.target = target;
    }
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
            throws Throwable {
        System.out.println("Invoking sayHello");
        Object result = method.invoke(target, args);
        return result;
    }
}

从 API 设计和实现的角度，这种实现仍然有局限性，因为它是以接口为中心的，相当于添加了一种对于被调用者没有太大意义的限制。我们实例化的是 Proxy 对象，而不是真正的被调用类型，这在实践中还是可能带来各种不便和能力退化。

如果被调用者没有实现接口，可以使用cglib方式。

Spring AOP 支持两种模式的动态代理，JDK Proxy或者cglib。

cglib 动态代理采取的是创建目标类的子类的方式，因为是子类化，我们可以达到近似使用被调用者本身的效果。

JDK Proxy 的优势：

1. 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，可能比 cglib 更加可靠。
2. 平滑进行 JDK 版本升级，而字节码类库通常需要进行更新以保证在新版jdk中能使用。
3. 代码实现简单。

基于类似 cglib 框架的优势：

1. 有的时候调用目标可能不便实现额外接口，从某种角度看，限定调用者实现接口是有些侵入性的实践。
2. 只操作我们关心的类，而不必为其他相关类增加工作量。
3. 高性能

动态代理应用非常广泛，它完美符合 Spring AOP 等切面编程。可以看作是对 OOP 的一个补充，因为 OOP 对于跨越不同对象或类的分散、纠缠逻辑表现力不够,比如在不同模块的特定阶段做一些事情，类似日志、用户鉴权、全局性异常处理、性能监控，甚至事务处理等。

AOP 通过（动态）代理机制可以让开发者从这些繁琐事项中抽身出来，大幅度提高了代码的抽象程度和复用度。