Java基础七：动态代理

望佑
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Java动态代理是Java中一种重要的设计模式，它允许开发者在运行时动态地创建接口的代理实例。这种代理实例在调用方法时，能够拦截并处理这些方法调用，从而实现诸如日志记录、事务管理、权限控制等额外的功能。

Java动态代理主要依赖于java.lang.reflect.Proxy类和java.lang.reflect.InvocationHandler接口。

基本概念

  • InvocationHandler：这是一个接口，它定义了一个invoke方法，该方法在代理实例上的方法被调用时会被自动执行。invoke方法的参数包括代理实例、方法对象（Method）、方法参数数组以及方法的代理实例（对于静态方法，这个参数为null）。
  • Proxy：这个类提供了创建动态代理类和实例的静态方法。创建动态代理实例时，需要指定一组接口和对应的InvocationHandler实现。

使用步骤

  1. 定义一个或多个接口：这些接口定义了代理实例将要实现的方法。
  2. 创建InvocationHandler实现：在这个实现中，重写invoke方法以添加额外的逻辑。
  3. 通过Proxy类创建代理实例：使用Proxy.newProxyInstance方法，传入类加载器、接口数组和InvocationHandler实例来创建代理实例。

示例代码

下面是一个简单的Java动态代理示例：

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

interface HelloWorld {
    void sayHello();
}

class HelloWorldImpl implements HelloWorld {
    @Override
    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello, world!");
    }
}

class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
    private final Object target; // 目标对象

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

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

public class DynamicProxyDemo {
    public static void main(String[] args) {
        HelloWorld helloWorld = new HelloWorldImpl();
        // 创建代理实例
        HelloWorld proxyInstance = (HelloWorld) Proxy.newProxyInstance(
                helloWorld.getClass().getClassLoader(),
                new Class<?>[] { HelloWorld.class },
                new MyInvocationHandler(helloWorld)
        );

        // 通过代理实例调用方法
        proxyInstance.sayHello();
    }
}

在这个示例中，HelloWorld接口定义了一个sayHello方法，HelloWorldImpl类实现了这个接口。MyInvocationHandler类实现了InvocationHandler接口，并重写了invoke方法以添加额外的逻辑（在调用方法前后打印日志）。最后，我们通过Proxy.newProxyInstance方法创建了一个HelloWorld接口的代理实例，并通过这个代理实例调用了sayHello方法。

接口继承和动态代理接口的区别：

相似之处
  1. 基于接口：两者都依赖于接口来定义行为。接口继承允许一个接口继承另一个接口的方法定义，而动态代理则是通过实现一个或多个接口来创建代理对象。
  2. 提高复用性：接口继承和动态代理都通过接口提高了代码的复用性。接口继承使得相同的方法定义可以在多个接口之间共享，而动态代理则允许相同的代理逻辑被应用于实现了相同接口的多个目标对象。
差异之处

  1. 目的和用途：

    • 接口继承：主要用于定义抽象数据类型，通过继承接口来扩展或组合接口中的方法定义。它主要用于定义一组方法的规范，而不提供具体的实现。接口继承的目的是为了实现多态性，使得不同的类可以实现同一个接口，并根据自己的需求来实现接口中的方法。
    • 动态代理接口实现：主要用于在不修改目标对象代码的情况下，为目标对象的方法添加额外的行为（如日志记录、权限检查等）。动态代理通过实现与目标对象相同的接口来创建代理对象，代理对象在运行时动态生成，并拦截对目标对象方法的调用，从而可以在调用前后添加额外的逻辑。

  2. 实现方式：

    • 接口继承：是静态的，在编译时确定。一个接口可以继承一个或多个其他接口，继承的接口中的方法定义会被合并到当前接口中。
    • 动态代理接口实现：是动态的，在运行时通过反射机制或操作字节码来生成代理类。代理类实现了与目标对象相同的接口，并在调用接口方法时通过InvocationHandler接口中的invoke方法来拦截和增强方法调用。

  3. 灵活性：

    • 接口继承：虽然提供了定义抽象数据类型和组合接口的能力，但在灵活性方面相对有限。一旦接口被定义，其方法签名就固定了，除非通过修改接口来添加或删除方法，但这通常会影响所有实现了该接口的类。
    • 动态代理接口实现：提供了更高的灵活性。可以在不修改目标对象代码的情况下，为目标对象的方法添加或修改行为。此外，动态代理还可以根据需要动态地创建和销毁代理对象，从而适应不同的应用场景。

  4. 性能考虑：

    • 接口继承：对性能的影响较小，因为它只是定义了方法的规范，而不涉及具体的实现。
    • 动态代理接口实现：由于需要在运行时动态生成代理类和拦截方法调用，因此可能会对性能产生一定的影响。然而，在大多数情况下，这种性能影响是可以接受的，并且可以通过优化代理逻辑和减少不必要的代理使用来降低。

综上所述，接口继承和动态代理接口实现虽然都基于接口来定义行为，但它们在目的、用途、实现方式和灵活性等方面存在明显的差异。在实际编程中，应根据具体的需求和场景来选择合适的方式。

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