JavaSE 进阶：代理设计模式核心知识点（静态代理 + 动态代理 + 反射实现 + 实战案例）

大家好！代理设计模式是 Java 中极具实用价值的设计模式，它通过"引入中间代理对象"的方式，在不修改目标对象代码的前提下实现功能增强，这在日志记录、事务控制、权限校验等场景中不可或缺。很多开发者容易混淆静态代理与动态代理的适用场景，也不清楚反射如何支撑动态代理的实现。

这篇文章会从代理模式的核心思想出发，拆解静态代理与动态代理的区别，深入讲解基于反射的 JDK 动态代理实现细节，帮你彻底吃透代理设计模式的核心知识点。

一、代理模式核心认知：先搞懂"为什么需要代理"

1.1 什么是代理模式？

代理模式（Proxy Pattern）是结构型设计模式的一种，核心思想是：为目标对象提供一个代理对象，由代理对象控制对目标对象的访问，并在访问前后添加额外功能。就像生活中的明星（客户端）不直接与节目（目标对象）打交道，而是通过经纪人（代理对象）完成议价、准备等操作。

在 Java 中，代理模式包含三个核心角色：

• 目标对象（Target） ：被代理的核心对象，负责实现核心业务逻辑（如明星去实现"表演内容"）；
• 代理对象（Proxy） ：持有目标对象的引用，对外提供与目标对象一致的接口，负责添加额外功能并调用目标对象方法（如经纪人和节目谈钱，做表演前的准备）；
• 抽象接口（Subject） ：目标对象和代理对象共同实现的接口，定义核心业务方法（如"表演"），保证代理对象与目标对象的一致性。

1.2 为什么要用代理模式？核心价值

代理模式的核心价值是"解耦核心逻辑与附加功能"，具体体现在三个方面：

1. 功能增强：在不修改目标对象代码的前提下，为目标方法添加日志、计时、权限校验等附加功能（符合"开闭原则"）；
2. 控制访问：代理对象可控制对目标对象的访问时机、权限，比如拒绝未登录用户调用核心方法；
3. 隐藏细节：代理对象可封装目标对象的复杂创建过程（如远程服务调用的连接建立），客户端只需与代理交互。

关键场景：Spring AOP 的核心就是动态代理，事务管理、日志切面等都是通过代理实现；RPC 框架中，远程服务的本地代理也依赖此模式。

1.3 代理模式的分类：静态 vs 动态

根据代理对象的创建时机，代理模式分为静态代理和动态代理两类，核心区别在于"代理类是否在编译期生成"：

对比维度	静态代理	动态代理
代理类生成时机	编译期手动编写或通过工具生成	运行时通过反射或字节码技术动态生成
代码灵活性	低，一个代理类通常对应一个目标类	高，一个代理处理器可代理多个目标类
维护成本	高，目标类接口修改时需同步修改代理类	低，无需手动维护代理类代码
核心技术	面向接口编程	反射（JDK 代理）、字节码修改（CGLIB）

二、静态代理：入门级实现，理解核心流程

静态代理是代理模式的基础实现，代理类在编译期就已确定，适合简单场景。下面以"明星表演"为例，完整实现静态代理。

2.1 实现步骤：三步完成静态代理

2.1.1 步骤1：定义抽象接口（Subject） ：统一目标对象和代理对象的方法

public interface Star {
    /**
     * 实现唱歌的方法
     */
    void sing();

    /**
     * 实现跳舞的方法
     */
    void dance();

}

2.1.2 步骤2：实现目标对象（Target） ：专注核心业务逻辑

public class XXXStar implements Star{

    /**
     * 实现唱歌的方法
     */
    @Override
    public void sing() {
        System.out.println("xxx在唱歌");
    }

    /**
     * 实现跳舞的方法
     */
    @Override
    public void dance() {
        System.out.println("xxx在跳舞");
    }
}

2.1.3 步骤3：实现代理对象（Proxy） ：持有目标对象引用，添加额外功能

@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class JJRProxy implements Star{

    //代理类要求：定义目标对象成员变量
    private Star star;
    /**
     * 实现唱歌的方法
     */
    @Override
    public void sing() {
        System.out.println("经纪人准备话筒，收钱");
        //让目标对象去唱歌
        star.sing();
    }

    /**
     * 实现跳舞的方法
     */
    @Override
    public void dance() {
        System.out.println("经纪人准备场地，收钱");
        //让目标对象去跳舞
        star.dance();
    }
}

2.1.4 静态代理测试

// 测试类
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //目标：创建目标、代理对象完成具体功能调用

        //1.创建目标对象
        Star xxxStar = new XXXStar();

        //2.创建代理对象
        JJRProxy proxy = new JJRProxy(xxxStar);

        //3.执行代理对象方法
        proxy.sing();
        proxy.dance();
    }
}

执行结果：

经纪人准备话筒，收钱
XXX在唱歌
经纪人准备场地，收钱
XXX在跳舞

2.2 静态代理核心总结：

• 优点：实现简单，逻辑清晰，无需依赖复杂技术；
• 缺点：代码冗余 （每个目标类需对应一个代理类）、维护成本高（接口新增方法时，目标类和代理类需同步修改）。

静态代理的局限性：当系统中有 100 个服务类需要添加日志功能时，就需要编写 100 个代理类，这显然不符合"高内聚低耦合"的设计原则------动态代理正是为解决这个问题而生。

三、动态代理：反射驱动，实现"一代理多用"

动态代理的核心是"运行时动态生成代理类"，无需手动编写代理代码，一个代理处理器就能为多个目标类提供增强功能。

3.1 JDK 动态代理：基于反射的核心实现

JDK 动态代理是 Java 原生支持的代理方式，核心依赖 java.lang.reflect.Proxy 类和 java.lang.reflect.InvocationHandler 接口，必须基于接口实现。

3.1.1 核心原理

1. 客户端调用 Proxy.newProxyInstance() 方法，传入类加载器、目标接口数组和代理处理器；
2. JVM 在运行时基于目标接口动态生成代理类的字节码，并加载为 Class 对象；
3. 代理类实例化时，将代理处理器传入，当客户端调用代理方法时，会触发处理器的 invoke() 方法；
4. 在 invoke() 方法中，通过反射调用目标对象的核心方法，并添加附加功能。

3.1.2 jdk动态创建代理对象语法

类：java.lang.reflect.Proxy类

方法： public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class[] interfaces, InvocationHandler h)

• 参数一：用于指定用哪个类加载器（推荐使用目标对象类加载器），去加载生成的代理类（生成字节码文件）
• 参数二：指定接口，这些接口用于指定生成的代理长什么，也就是有哪些方法（要求与目标类实现一样的接口）
• 参数三：用来指定生成的代理对象要干什么事情（代理要做的事情：自己的代理职责和调用目标对象的方法）

3.2 实现步骤：三步完成动态代理

下面以"明星表演"为例，完整实现静态代理。

3.2.1 步骤1：定义抽象接口（Subject） ：同静态代理

public interface Star {
    /**
     * 实现唱歌的方法
     */
    void sing();

    /**
     * 实现跳舞的方法
     */
    void dance();

}

3.2.2 步骤2：实现目标对象（Target） ：同静态代理

public class XXXStar implements Star{

    /**
     * 实现唱歌的方法
     */
    @Override
    public void sing() {
        System.out.println("xxx在唱歌");
    }

    /**
     * 实现跳舞的方法
     */
    @Override
    public void dance() {
        System.out.println("xxx在跳舞");
    }
}

3.2.3 步骤3：实现代理对象（Proxy） ：持有目标对象引用，添加额外功能

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //目标：创建目标、代理对象完成具体功能调用

        //1.创建目标对象
        Star xxxStar = new XXXStar();

        //2.创建代理对象
        Star proxy = (Star) Proxy.newProxyInstance(
                xxxStar.getClass().getClassLoader(),
                xxxStar.getClass().getInterfaces(),
                new InvocationHandler() {
                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        //在这里完成代理类要做的事情
                        //参数1：proxy，就是生成的代理对象，这里不需要。
                        //参数2：method，是反射方法对象（接口中的方法，具体是哪一个由外部调用决定，外部代理对象调用sing()，Method就是sing()）
                        //参数3：args，调用方法传入的参数（外部代理对象调用方法(参数)，传入参数是什么就是什么）

                        //代理对象需要做的职责
                        if (method.getName().equals("sing")) {
                            System.out.println("经纪人准备话筒，收钱");
                        } else if (method.getName().equals("dance")) {
                            System.out.println("经纪人准备场地，收钱");
                        }

                        //反射调用目标对象方法，就是执行method
                        //  Object result = method.invoke(目标对象, args);
                        Object result = method.invoke(xxxStar, args);

                        return result;
                    }
                }
        );


        //JJRProxy proxy = new JJRProxy(zrnStar);

        //3.执行代理对象方法
        proxy.sing();
        proxy.dance();
        System.out.println(proxy.getClass().getName());
    }
}

执行结果：

经纪人准备话筒，收钱
XXX在唱歌
经纪人准备场地，收钱
XXX在跳舞

四、代理模式实战：

动态代理的核心是"运行时动态生成代理类"，无需手动编写代理代码，一个代理处理器就能为多个目标类提供增强功能。

4.1 实现步骤

4.1.1 步骤1：定义抽象接口（Subject） ：

public interface DataOperator {
    /**
     * 添加
     */
    void add();

    /**
     * 删除
     */
    void Delete();
}

4.1.2 步骤2：实现目标对象（Target） ：

public class UserManager implements DataOperator{
    /**
     * 添加
     */
    @Override
    public void add() {
        System.out.println("用户新增操作。。。");
        try {
            Thread.sleep((int)(3000*Math.random()));
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
    /**
     * 删除
     */
    @Override
    public void Delete() {
        System.out.println("用户删除操作。。。");
        try {
            Thread.sleep((int)(3000*Math.random()));
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

public class DeptManager implements DataOperator{
    /**
     * 添加
     */
    @Override
    public void add() {
        System.out.println("部门新增操作。。。");
        try {
            Thread.sleep((int)(3000*Math.random()));
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
    /**
     * 删除
     */
    @Override
    public void Delete() {
        System.out.println("部门删除操作。。。");
        try {
            Thread.sleep((int)(3000*Math.random()));
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

4.1.3 步骤3：实现代理对象（Proxy） ：持有目标对象引用，添加额外功能

//用于创建代理对象的工厂工具类
public class TimeOutProxyFactoryUtil {
    public static  T createProxyObj(T target){
        return (T) Proxy.newProxyInstance(
                target.getClass().getClassLoader(),
                target.getClass().getInterfaces(),
                new InvocationHandler() {
                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        //代理对象需要做的职责: 统计每个目标对象方法执行耗时时间
                        //在目标方法执行前定义存储开始毫秒数
                        long start = System.currentTimeMillis();

                        //调用目标对象方法，就是执行method
                        Object result = method.invoke(target, args);

                        //在目标方法执行后定义存储结束毫秒数
                        Long end = System.currentTimeMillis();

                        System.out.printf("[%s]执行耗时毫秒数：%d%n", target.getClass().getName() + "." + method.getName() + "方法", end - start);

                        return result;
                    }
                }
        );
    }
}

4.1.4 测试

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //目标：使用动态代理给每个管理类统计每个方法运行耗时
        //疑问：静态代理和动态代理推荐哪个？
        //  答：如果只是对某一个目标进行代理哪个都可以，但是如果对多个目标对象进行相同的职责开发推荐使用动态代理。

        //1.创建目标对象-用户管理对象
        DataOperator userManager = new UserManager();

        //2.创建目标对象-部门管理对象
        DataOperator deptManager = new DeptManager();

        //3.生成用户管理对象的代理对象并调用方法
        DataOperator proxyObj1 = TimeOutProxyFactoryUtil.createProxyObj(userManager);
        proxyObj1.add();
        proxyObj1.Delete();

        //4.生成部门管理对象的代理对象并调用方法
        DataOperator proxyObj2 = TimeOutProxyFactoryUtil.createProxyObj(deptManager);
        proxyObj2.add();
        proxyObj2.Delete();
    }
}

执行结果：

用户新增操作。。。
[UserManager.add方法]执行耗时毫秒数：220
用户删除操作。。。
[UserManager.Delete方法]执行耗时毫秒数：1050
部门新增操作。。。
[DeptManager.add方法]执行耗时毫秒数：1967
部门删除操作。。。
[DeptManager.Delete方法]执行耗时毫秒数：673

五、面试/踩坑高频点（加分项）

5.1 常见踩坑点

• JDK 代理误用于无接口类 ：JDK 动态代理必须基于接口，若目标类无接口，会抛 ClassCastException，此时需改用 CGLIB；
• CGLIB 代理无法代理 final 类/方法：CGLIB 通过继承实现代理，final 类无法被继承，final 方法无法被重写；
• 动态代理对象类型判断错误：代理对象是 JVM 动态生成的类实例，不能直接强转为目标类类型（如 UserProxy 不能强转为 UserServiceImpl），只能强转为接口类型；
• Spring AOP 切面不生效：检查是否加了 @Aspect 和 @Component 注解、切入点表达式是否正确、目标类是否被 Spring 管理（是否加了 @Service 等注解）。

5.2 高频面试题

1. 代理模式的核心思想是什么？解决了什么问题？ 答：核心思想是通过代理对象控制对目标对象的访问，在不修改目标对象代码的前提下添加功能。解决了"核心业务逻辑与附加功能耦合"的问题，符合开闭原则和单一职责原则。
2. 静态代理和动态代理的区别？如何选择？ 答：区别在于代理类的生成时机（编译期 vs 运行时）和灵活性。简单场景、目标类少且稳定时用静态代理；复杂场景、目标类多或频繁变动时用动态代理。有接口优先用 JDK 代理，无接口用 CGLIB 代理。
3. Spring AOP 是如何选择代理方式的？ 答：Spring AOP 默认优先使用 JDK 动态代理（目标类有接口时）；若目标类无接口，则使用 CGLIB 代理。可通过配置 spring.aop.proxy-target-class=true 强制使用 CGLIB 代理。
4. 动态代理中，invoke 方法的三个参数分别是什么含义？ 答：proxy 是动态生成的代理对象本身；method 是当前被调用的目标方法的 Method 对象；args 是目标方法的参数数组。

六、总结与延伸

6.1 核心总结

• 代理模式三角色：抽象接口（Subject）、目标对象（Target）、代理对象（Proxy）；
• 静态代理：编译期生成代理类，简单但灵活性低，适合简单场景；
• 动态代理：运行时生成代理类，灵活性高，是框架核心技术（JDK 代理基于反射，CGLIB 基于字节码）；
• 核心价值：解耦核心逻辑与附加功能，实现功能增强与控制访问。