动态代理是基于什么原理？

引言：在面试的过程中，经常会有面试官询问关于动态代理的问题，特别是 JDK 动态代理与 CGLIB 动态代理的区别以及它们各自的应用场景。如果你对动态代理的概念和细节尚未了解，面对这样的问题可能会感到不安。因此，本文旨在深入探讨动态代理的原理和实践，帮助你掌握这一关键知识点，从而在面试中占据有利地位。

题目

动态代理是基于什么原理？

推荐解析

什么是动态代理？

动态代理是一种在运行时动态生成代理对象，并在代理对象上进行方法调用的编程技术。它主要用于在不修改原有代码基础上，增加或改变某些功能的执行流程。动态代理广泛应用于 AOP（面向切面编程）、RPC（远程过程调用）、事务管理等领域。在 Java 中，主要有两种动态代理的实现方式：JDK 动态代理和 CGLIB 动态代理。

JDK 动态代理

JDK 动态代理是基于接口的代理技术。它使用 java.lang.reflect.Proxy 类和 java.lang.reflect.InvocationHandler 接口来创建代理对象。当你调用代理对象的任何方法时，调用会被转发到 InvocationHandler 的 invoke 方法。你可以在这个 invoke 方法中定义拦截逻辑，比如前置处理、后置处理等。

为了使用 JDK 动态代理，你的类必须实现一个或多个接口。JDK 动态代理的局限性在于，它只能代理接口方法，如果你有一个类并希望代理其非接口方法，则不能使用 JDK 动态代理。

优点以及缺点

优点：原生支持，无需引入额外依赖。
缺点：只能代理接口，如果一个类没有实现任何接口，则不能使用 JDK 动态代理。

操作步骤

1）定义一个接口及其实现类。

2）创建一个实现了 InvocationHandler 接口的类，在该类的 invoke 方法中定义代理逻辑。

3）通过 Proxy.newProxyInstance 方法动态创建接口的代理对象。

代码示例

// 定义一个接口
public interface HelloService {
    void sayHello(String name);
}

// 实现该接口的类
public class HelloServiceImpl implements HelloService {
    @Override
    public void sayHello(String name) {
        System.out.println("Hello, " + name);
    }
}

//创建一个实现 InvocationHandler 接口的类
public class HelloServiceHandler implements InvocationHandler {
    //目标对象
    private Object target;

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

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("Before sayHello");
        // 执行目标对象的方法
        Object result = method.invoke(target, args);
        System.out.println("After sayHello");
        return result;
    }
}

//通过 Proxy.newProxyInstance 方法动态创建接口的代理对象
public static void main(String[] args) {
    // 创建目标对象
    HelloService target = new HelloServiceImpl();
    // 创建调用处理器对象
    HelloServiceHandler handler = new HelloServiceHandler(target);
    // 创建代理对象
    HelloService proxyInstance = (HelloService) Proxy.newProxyInstance(
        target.getClass().getClassLoader(),
        target.getClass().getInterfaces(),
        handler);
    // 通过代理对象调用方法
    proxyInstance.sayHello("World");
}

CGLIB 动态代理

CGLIB（Code Generation Library）是一个强大的、高性能、高质量的 Code 生成库，它可以在运行时扩展 Java 类和实现 Java 接口。不同于 JDK 动态代理，CGLIB 不需要接口，它是通过继承方式实现代理的。

CGLIB 底层通过使用一个小而快的字节码处理框架 ASM ，来转换字节码并生成新的类。不仅可以代理普通类的方法，还能代理那些没有接口的类的方法。

优点以及缺点

优点：无需接口实现。在大量调用的场景下，其生成的代理对象在调用时性能比 JDK 动态代理高
缺点：对 final 方法无效，需添加额外的依赖。

操作步骤

1）创建一个需要被代理的类。

2）创建一个继承 MethodInterceptor 的代理类，在 intercept 方法中定义代理逻辑。

3）使用 Enhancer 类创建被代理类的子类，并设置回调。

代码示例

<!--引入 cglib依赖 -->
<dependency>
    <groupId>cglib</groupId>
    <artifactId>cglib</artifactId>
    <version>3.3.0</version>
</dependency>

//定义一个普通类
public class HelloService {
    public void sayHello(String name) {
        System.out.println("Hello, " + name);
    }
}

//创建一个继承 MethodInterceptor 的代理类 实现 intercept 方法
public class HelloServiceCglib implements MethodInterceptor {
    private Object target;

    public Object getInstance(Object target) {
        this.target = target;
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(this.target.getClass());
        // 设置回调
        enhancer.setCallback(this);
        // 创建代理对象
        return enhancer.create();
    }

    @Override
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
        System.out.println("Before sayHello");
        // 执行目标类的方法
        Object result = proxy.invokeSuper(obj, args);
        System.out.println("After sayHello");
        return result;
    }
}

//实现
public static void main(String[] args) {
    HelloService target = new HelloService();
    HelloServiceCglib cglib = new HelloServiceCglib();
    HelloService proxy = (HelloService) cglib.getInstance(target);
    proxy.sayHello("World");
}

原理对比

实现方式：JDK 动态代理通过反射机制调用接口方法，CGLIB 通过生成目标对象的子类并覆盖其方法实现代理。
性能：在调用方法的次数非常多的情况下，CGLIB 的性能可能优于 JDK 动态代理，但差异通常不大。CGLIB 初始化的代理对象比 JDK 动态代理慢，因为它需要生成新的类。
使用场景：

如果目标对象实现了接口，推荐使用 JDK 动态代理。
如果目标对象没有实现接口，或者有特定需求需要通过继承方式代理，则使用 CGLIB。

其他补充

鱼聪明 AI 的回答：

鱼聪明 AI 地址：https://www.yucongming.com/

静态代理知识补充

静态代理是一种设计模式，它在程序运行前就已经存在代理类的代码，代理类和目标对象实现相同的接口或继承相同的父类。通过代理类来间接访问目标对象，从而在不修改目标对象代码的情况下，增加或改变某些功能的执行流程。静态代理通常用于控制对目标对象的访问，或在调用目标对象的方法前后添加额外的功能，如安全检查、事务处理、日志记录等。

静态代理的特点

编译时增加功能：静态代理的实现在编译阶段就已经完成，所有的增强功能都需要在代理类中显式编写。
代码冗余：如果有多个类需要代理，每个类都需要一个对应的代理类，这会导致大量的重复代码。
紧耦合：代理类和目标对象之间的关系在编译时就已经确定，增加或修改代理类需要重新编译。

静态代理的实现

静态代理的实现涉及到四个角色：

1）接口（ Interface ）：定义了目标对象和代理对象共同遵循的操作集合。

2）目标对象（ Target Object ）：实现了接口的类，定义了要执行的具体操作。

3）代理对象（ Proxy Object ）：同样实现了接口，用于包装目标对象，可以在调用目标对象的方法前后执行一些附加操作。

4）客户端（ Client ）：使用代理对象的用户。

简单实现

假设有一个简单的接口和实现类，接口定义了一个 sayHello 方法：

// 定义接口
public interface HelloService {
    void sayHello(String name);
}

// 实现接口的目标类
public class HelloServiceImpl implements HelloService {
    @Override
    public void sayHello(String name) {
        System.out.println("Hello, " + name);
    }
}

// 静态代理类 创建一个代理类来增强 sayHello 方法：
public class HelloServiceProxy implements HelloService {
    private HelloService helloService;

    public HelloServiceProxy(HelloService helloService) {
        this.helloService = helloService;
    }

    @Override
    public void sayHello(String name) {
        System.out.println("Before sayHello"); // 前置增强
        helloService.sayHello(name);
        System.out.println("After sayHello"); // 后置增强
    }
}

//实现
public static void main(String[] args) {
    HelloService helloService = new HelloServiceImpl();
    HelloService proxy = new HelloServiceProxy(helloService);
    proxy.sayHello("World");
}

欢迎交流

在阅读完本文后，你应该对 Java 中的动态代理机制，包括 JDK 动态代理和 CGLIB 动态代理，有了深入的理解。掌握了这些代理技术，你一定能在讨论 Java 设计模式、面向切面编程（ AOP ）以及中间件开发时，与面试官或同行进行深入的交流。本文最后提出三个问题，欢迎大家在评论区分享观点，以促进共同进步：

1）在哪些场景下应该优先考虑使用 JDK 动态代理和 CGLIB 动态代理，以优化程序结构或增强功能？

2）如何合理选择和应用 JDK 动态代理与 CGLIB 动态代理，以构建灵活且高效的 AOP 框架或中间件？

3）JDK 动态代理和 CGLIB 动态代理在性能、适用场景和易用性方面有何不同，这些差异如何影响应用的设计和选择？

这些问题旨在深化对 Java 动态代理技术及其在实际应用中的作用的理解，期待你的参与和贡献。

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