Java反射知识学习（动态代理）

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1.1、获取父类的Class

有了Class实例，我们还可以获取它的父类的Class：

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Class<Integer> aClass = Integer.class;
        Class<? super Integer> superclass = aClass.getSuperclass();
        System.out.println(superclass);
​
        Class<? super Integer> superclass1 = superclass.getSuperclass();
        System.out.println(superclass1);
        System.out.println(superclass1.getSuperclass());
    }
}

运行上述代码，可以看到，Integer的父类类型是Number，Number的父类是Object，Object的父类是null。除Object外，其他任何非interface的Class都必定存在一个父类类型。

1.2、获取interface

由于一个类可能实现一个或多个接口，通过Class我们就可以查询到实现的接口类型。例如，查询Integer实现的接口：

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Class<Integer> aClass = Integer.class;
        Class<?>[] interfaces = aClass.getInterfaces();
        for (Class i : interfaces) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

运行上述代码可知，Integer实现的接口有：

• java.lang.Comparable
• java.lang.constant.Constable
• java.lang.constant.ConstantDesc

要特别注意：getInterfaces()只返回当前类直接实现的接口类型，并不包括其父类实现的接口类型：

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Class<? super Integer> aClass = Integer.class.getSuperclass();
        Class<?>[] interfaces = aClass.getInterfaces();
        for (Class i : interfaces) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

Integer的父类是Number，Number实现的接口是java.io.Serializable。

此外，对所有interface的Class调用getSuperclass()返回的是null，获取接口的父接口要用getInterfaces()：

    System.out.println(java.io.DataInputStream.class.getSuperclass()); // java.io.FilterInputStream，因为DataInputStream继承自FilterInputStream
​
    System.out.println(java.io.Closeable.class.getSuperclass()); // null，对接口调用getSuperclass()总是返回null，获取接口的父接口要用getInterfaces()

如果一个类没有实现任何interface，那么getInterfaces()返回空数组。

1.3、继承关系

当我们判断一个实例是否是某个类型时，正常情况下，使用instanceof操作符：

Object n = Integer.valueOf(123);
boolean isDouble = n instanceof Double; // false
boolean isInteger = n instanceof Integer; // true
boolean isNumber = n instanceof Number; // true
boolean isSerializable = n instanceof java.io.Serializable; // true

如果是两个Class实例，要判断一个向上转型是否成立，可以调用isAssignableFrom()：

// Integer i = ?
Integer.class.isAssignableFrom(Integer.class); // true，因为Integer可以赋值给Integer
// Number n = ?
Number.class.isAssignableFrom(Integer.class); // true，因为Integer可以赋值给Number
// Object o = ?
Object.class.isAssignableFrom(Integer.class); // true，因为Integer可以赋值给Object
// Integer i = ?
Integer.class.isAssignableFrom(Number.class); // false，因为Number不能赋值给Integer

1.4、小结

通过Class对象可以获取继承关系：

• Class getSuperclass()：获取父类类型；
• Class[] getInterfaces()：获取当前类实现的所有接口。

通过Class对象的isAssignableFrom()方法可以判断一个向上转型是否可以实现。

2、动态代理

我们来比较Java的class和interface的区别：

• 可以实例化class（非abstract）；
• 不能实例化interface。

所有interface类型的变量总是通过向上转型并指向某个实例的：

CharSequence cs = new StringBuilder();

有没有可能不编写实现类，直接在运行期创建某个interface的实例呢？

这是可能的，因为Java标准库提供了一种动态代理（Dynamic Proxy）的机制：可以在运行期动态创建某个interface的实例。

什么叫运行期动态创建？听起来好像很复杂。所谓动态代理，是和静态相对应的。我们来看静态代码怎么写：

定义接口：

public interface Hello {
    void morning(String name);
}

编写实现类：

public class HelloWorld implements Hello {
    public void morning(String name) {
        System.out.println("Good morning, " + name);
    }
}

创建实例，转型为接口并调用：

Hello hello = new HelloWorld();
hello.morning("Bob");

这种方式就是我们通常编写代码的方式。

还有一种方式是动态代码，我们仍然先定义了接口Hello，但是我们并不去编写实现类，而是直接通过JDK提供的一个Proxy.newProxyInstance()创建了一个Hello接口对象。这种没有实现类但是在运行期动态创建了一个接口对象的方式，我们称为动态代码。JDK提供的动态创建接口对象的方式，就叫动态代理。

一个最简单的动态代理实现如下：

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        InvocationHandler handler = new InvocationHandler() {
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                System.out.println(method);
                if (method.getName().equals("morning")) {
                    System.out.println("Good morning, " + args[0]);
                }
                return null;
            }
        };
        Hello hello = (Hello) Proxy.newProxyInstance(
          Hello.class.getClassLoader(),  //传入ClassLoader
          new Class[] {Hello.class},     //传入要实现的接口
          handler);                      //传入处理调用方法的InvocationHandler
        hello.morning("Bob");
    }
}
​
interface Hello {
    void morning(String name);
}

在运行期动态创建一个interface实例的方法如下：

• 定义一个InvocationHandler实例，它负责实现接口的方法调用；

• 通过Proxy.newProxyInstance()创建interface实例，它需要3个参数：

  • 使用的ClassLoader，通常就是接口类的ClassLoader；
  • 需要实现的接口数组，至少需要传入一个接口进去；
  • 用来处理接口方法调用的InvocationHandler实例。

• 将返回的Object强制转型为接口。动态代理实际上是JDK在运行期动态创建class字节码并加载的过程，它并没有什么黑魔法，把上面的动态代理改写为静态实现类大概长这样：

public class HelloDynamicProxy implements Hello {
    InvocationHandler handler;
    public HelloDynamicProxy(InvocationHandler handler) {
        this.handler = handler;
    }
    public void morning(String name) {
        handler.invoke(
           this,
           Hello.class.getMethod("morning"),
           new Object[] { name });
    }
}

其实就是JDK帮我们自动编写了一个上述类（不需要源码，可以直接生成字节码），并不存在可以直接实例化接口的黑魔法。

小结：

Java标准库提供了动态代理功能，允许在运行期动态创建一个接口的实例；

动态代理是通过Proxy创建代理对象，然后将接口方法“代理”给InvocationHandler完成的。