Java 反射：动态代理，你真了解它吗？

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我是一名后端开发爱好者，工作日常接触到最多的就是Java语言啦，所以我都尽量抽业余时间把自己所学到所会的，通过文章的形式进行输出，希望以这种方式帮助到更多的初学者或者想入门的小伙伴们，同时也能对自己的技术进行沉淀，加以复盘，查缺补漏。

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前言

众所周知，Java 反射（Reflection）是 Java 语言提供的一种强大的功能，它允许程序在运行时访问和操作类的信息。反射不仅支持访问类的字段、方法、构造器等，还能动态创建对象和调用方法。动态代理（Dynamic Proxy）是 Java 反射中的一个重要特性，它允许你在运行时创建代理对象，进而增强对象的功能。

本文将带着大家深入探讨 Java 动态代理的工作原理、如何创建动态代理对象以及如何使用它来增强现有的功能，又是干货满满的一期，大家可千万别走神，我只讲这一遍。

1. 动态代理

概述

所谓Java 动态代理，它允许我们在运行时创建一个代理对象，该对象实现指定的接口，并将方法调用转发到一个处理器（通常是一个 InvocationHandler）。通过动态代理，我们可以在不改变目标对象的情况下，添加额外的功能，比如日志记录、安全控制、事务处理等。

特点

• 代理对象实现接口：代理对象通常是通过反射动态生成的，并且它实现了与目标对象相同的接口。
• 增强功能：动态代理允许在方法调用时插入额外的处理逻辑，比如日志记录、性能监控等，而无需修改目标对象的代码。
• 灵活性：动态代理可以在运行时决定如何处理方法调用，增加了系统的灵活性和可扩展性。

2. 如何创建动态代理？

2.1 使用 java.lang.reflect.Proxy 创建动态代理

在 Java 中，java.lang.reflect.Proxy 类和 InvocationHandler 接口提供了实现动态代理的能力（只要你懂它就能用好它）。Proxy 类的 newProxyInstance() 方法用于创建代理对象，而 InvocationHandler 接口允许你定义代理对象的方法调用处理逻辑。

2.2 步骤

1. 定义接口：首先，我们需要定义一个接口，代理对象将实现该接口。
2. 实现 InvocationHandler ：然后，我们需要创建一个 InvocationHandler 类，这个类的 invoke() 方法会在代理对象的方法被调用时执行。
3. 创建代理对象 ：通过 Proxy.newProxyInstance() 方法来创建代理对象。

2.3 示例：实现简单的动态代理

接下来，我通过一个简单的代码案例来向大家展示一下如何使用 Java 动态代理 来为 HelloService 接口的实现类 HelloServiceImpl 增加额外的行为。示例代码如下：

2.3.1 定义接口

/**
 * @Author 喵手
 * @date: 2025-04-15
 */
public interface HelloService {
    void sayHello(String name);
}

2.3.2 实现接口的目标类

/**
 * @Author 喵手
 * @date: 2025-04-15
 */
public class HelloServiceImpl implements  HelloService{
    @Override
    public void sayHello(String name) {
        System.out.println("Hello, " + name);
    }
}

2.3.3 创建 InvocationHandler

InvocationHandler 接口用于定义方法调用时的处理逻辑。在 invoke() 方法中，我们可以定义在代理对象的方法调用时插入的行为。

/**
 * @Author 喵手
 * @date: 2025-04-15
 */
public class HelloServiceHandler implements InvocationHandler {
    private final HelloService target;

    public HelloServiceHandler(HelloService target) {
        this.target = target;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        // 在方法调用前执行的逻辑
        System.out.println("Before method call");

        // 调用目标对象的方法
        Object result = method.invoke(target, args);

        // 在方法调用后执行的逻辑
        System.out.println("After method call");

        return result;
    }
}

2.3.4 创建代理对象

使用 Proxy.newProxyInstance() 方法创建动态代理对象。此方法接受三个参数：

• ClassLoader：代理类的类加载器。
• Class[]：代理类实现的接口列表。
• InvocationHandler：方法调用的处理器。

import java.lang.reflect.Proxy;

/**
 * @Author 喵手
 * @date: 2025-04-15
 */
public class ProxyExample {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建目标对象
        HelloService helloService = new HelloServiceImpl();

        // 创建 InvocationHandler 处理器
        HelloServiceHandler handler = new HelloServiceHandler(helloService);

        // 创建动态代理对象
        HelloService proxy = (HelloService) Proxy.newProxyInstance(
                HelloService.class.getClassLoader(),
                new Class[]{HelloService.class},
                handler
        );

        // 使用代理对象调用方法
        proxy.sayHello("喵手");
    }
}

2.3.5 输出

Before method call
Hello, 喵手
After method call

2.4 实现步骤解析

• Proxy.newProxyInstance() 创建了一个代理对象，该对象实现了 HelloService 接口，且所有方法调用都会被转发到 HelloServiceHandler 中的 invoke() 方法。
• 在 invoke() 方法中，我们在目标方法执行前后插入了自定义的逻辑（打印日志）。
• 通过调用 proxy.sayHello()，实际上是通过动态代理来调用了目标对象的方法。

2.5 示例结果演示

接着我将在本地通过此案例进行运行展示，以展示代码的真实性与准确性。

2.6 代码解析

如上代码示例展示了如何使用 Java 动态代理 来为 HelloService 接口的实现类 HelloServiceImpl 增加额外的行为。动态代理允许你在不修改原始类的情况下插入额外的逻辑，常用于日志、性能监控、安全控制等方面。让我们一步一步分析代码：

2.6.1. 定义接口 HelloService

HelloService ，它是一个简单的接口，包含一个方法 sayHello，该方法接受一个 String 类型的参数 name，并没有返回值。

2.6.2. 实现接口的目标类 HelloServiceImpl

HelloServiceImpl ，它是 HelloService 接口的实现类，sayHello 方法会输出一条简单的问候消息。

2.6.3. 创建 InvocationHandler --- HelloServiceHandler

HelloServiceHandler ，它是自定义的 InvocationHandler 实现类。它的作用是在代理对象的方法调用时插入自定义的行为：

• 在方法调用前打印 "Before method call"
• 调用目标对象（target）的真实方法
• 在方法调用后打印 "After method call"

InvocationHandler 是 Java 反射的一部分，允许动态代理对象的所有方法调用都转发到 invoke 方法，进而可以在其中添加自己的逻辑。

2.6.4. 创建代理对象 ProxyExample

在 ProxyExample 中：

• 创建了 HelloServiceImpl 的实例 helloService 作为目标对象。
• 创建了 HelloServiceHandler 的实例 handler，并将目标对象传递给它。
• 使用 Proxy.newProxyInstance 创建了一个代理对象 proxy，该对象实现了 HelloService 接口，并通过 handler 处理方法调用。

2.6.5. 输出

Before method call
Hello, 喵手
After method call

当我们调用 proxy.sayHello("喵手") 时，代理对象会转发方法调用到 HelloServiceHandler 中的 invoke 方法：

• Before method call：首先会打印 "Before method call"，即在真实方法调用之前。
• Hello, 喵手 ：接着会调用真实的 sayHello 方法，并打印出 Hello, 喵手。
• After method call：最后会打印 "After method call"，即在真实方法调用之后。

小结

动态代理使得你可以在不修改目标类的情况下，在方法执行前后添加自定义的逻辑。它通过反射机制将方法调用委托给 InvocationHandler 处理器，这样就可以灵活地进行方法拦截和增强功能。例如，在日志记录、事务管理等场景中非常有用。

这个模式的关键是 Proxy.newProxyInstance 创建代理对象的方式和 InvocationHandler 接口的实现，它们共同协作在目标方法执行时提供额外的行为。

3. 使用动态代理的场景

动态代理的一个常见应用场景当属 AOP（面向切面编程）。例如，Spring AOP 就使用动态代理来为目标对象添加事务管理、日志记录、安全控制等横切关注点。

3.1 日志记录

假设你想为所有方法调用添加日志记录功能。在这种情况下，可以使用动态代理来实现。具体实现就是在 invoke() 方法中记录方法执行的日志。

3.2 性能监控

通过动态代理，你可以在方法调用前后插入性能监控代码，记录方法执行的时间。这对于性能调优和分析非常有帮助。

3.3 事务管理

在分布式系统中，事务管理是一个非常重要的功能。通过动态代理，可以在方法执行前后插入事务的开始和提交/回滚操作。

4. Java 动态代理优缺点

4.1 优点

• 解耦：通过动态代理，业务逻辑与横切关注点（如日志、事务等）解耦，代码更加简洁。
• 灵活性：动态代理可以在运行时决定代理的对象和方法处理方式，具有较高的灵活性。
• 减少代码重复：避免了重复编写日志、权限检查、事务管理等代码，减少了代码冗余。

4.2 缺点

• 性能开销：由于代理对象需要通过反射调用方法，性能相较于直接调用会有一定开销。
• 调试困难：使用动态代理的代码通常比静态代码更难调试和理解，尤其是当代理链较长时。
• 只能代理接口：JDK 动态代理只能代理接口，如果想要代理类（如实现了多个接口的类），需要使用 CGLIB 代理。

5. CGLIB 动态代理

Java 的 JDK 动态代理是基于接口的，这意味着它只能为接口创建代理对象。如果需要为类创建代理对象，可以使用 CGLIB（Code Generation Library）。CGLIB 是一个字节码生成库，可以为类生成代理。

Spring AOP 就是通过 JDK 动态代理和 CGLIB 两种方式来生成代理对象的。

6. 总结

动态代理，一个 Java 中非常强大的功能，它允许我们在运行时创建代理对象并对方法调用进行处理。通过动态代理，我们可以在不改变目标对象的情况下，动态地增强对象的行为，常见的应用场景包括 AOP（面向切面编程）、日志记录、权限控制、事务管理等。

本篇文章我详细介绍了 Java 中的动态代理，包括如何使用 Proxy 类创建代理、如何通过 InvocationHandler 处理方法调用、以及一些常见应用场景和优缺点。掌握动态代理可以帮助我们更加灵活地编写高效、可扩展的 Java 应用程序，也便于日后大家能够在此基础上更灵活使用代理，拔高自己！提高工作效率！

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文末

好啦，以上就是我这期的全部内容，如果有任何疑问，欢迎下方留言哦，咱们下期见。

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学习不分先后，知识不分多少；事无巨细，当以虚心求教；三人行，必有我师焉！！！

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