Java动态代理详解
在介绍动态代理之前，必须先来聊聊静态代理。
静态代理介绍
假设现在项目经理有一个需求：在项目现有所有类的方法前后打印日志。
你如何在不修改已有代码的前提下，完成这个需求？
我首先想到的是静态代理。具体做法是：
一、为现有的每一个类都编写一个对应的代理类，并且让它实现和目标类相同的接口（假设都有）
二、在创建代理对象时，通过构造器塞入一个目标对象，然后在代理对象的方法内部调用目标对象同名方法，并在调用前后打印日志。也就是说，代理对象 = 增强代码 + 目标对象（原对象）。有了代理对象后，就不用原对象了
静态代理的缺陷
程序员要手动为每一个目标类编写对应的代理类。如果当前系统已经有成百上千个类，工作量太大了。所以，现在我们的努力方向是：如何少写或者不写代理类，却能完成代理功能？
复习对象的创建
很多初学Java的朋友眼中创建对象的过程
实际上可以换个角度，也说得通
所谓的Class对象，是Class类的实例，而Class类是描述所有类的，比如Person类，Student类
可以看出，要创建一个实例，最关键的就是得到对应的Class对象。只不过对于初学者来说，new这个关键字配合构造方法，实在太好用了，底层隐藏了太多细节，一句 Person p = new Person();直接把对象返回给你了。我自己刚开始学Java时，也没意识到Class对象的存在。
分析到这里，貌似有了思路：
能否不写代理类，而直接得到代理Class对象，然后根据它创建代理实例（反射）。
Class对象包含了一个类的所有信息，比如构造器、方法、字段等。如果我们不写代理类，这些信息从哪获取呢？苦思冥想，突然灵光一现：代理类和目标类理应实现同一组接口。之所以实现相同接口，是为了尽可能保证代理对象的内部结构和目标对象一致，这样我们对代理对象的操作最终都可以转移到目标对象身上，代理对象只需专注于增强代码的编写。还是上面这幅图：
所以，可以这样说：接口拥有代理对象和目标对象共同的类信息。所以，我们可以从接口那得到理应由代理类提供的信息。但是别忘了，接口是无法创建对象的，怎么办？
走进动态代理
JDK提供了java.lang.reflect.InvocationHandler接口和 java.lang.reflect.Proxy类，这两个类相互配合，入口是Proxy，所以我们先聊它。
Proxy有个静态方法：getProxyClass(ClassLoader, interfaces)，只要你给它传入类加载器和一组接口，它就给你返回代理Class对象。
用通俗的话说，getProxyClass() 这个方法，会从你传入的接口Class中，“拷贝”类结构信息到一个新的Class对象中，但新的Class对象带有构造器，是可以创建对象的。打个比方，一个大内太监（接口Class），空有一身武艺（类信息），但是无法传给后人。现在江湖上有个妙手神医（Proxy类），发明了克隆大法（getProxyClass），不仅能克隆太监的一身武艺，还保留了小DD（构造器）…（这到底是道德の沦丧，还是人性的扭曲，欢迎走进动态代理）
所以，一旦我们明确接口，完全可以通过接口的Class对象，创建一个代理Class，通过代理Class即可创建代理对象。
所以，按我理解，Proxy.getProxyClass()这个方法的本质就是：以Class造Class。
有了Class对象，就很好办了，具体看代码：
根据代理Class的构造器创建对象时，需要传入InvocationHandler。每次调用代理对象的方法，最终都会调用InvocationHandler的invoke()方法：
怎么做到的呢？
上面不是说了吗，根据代理Class的构造器创建对象时，需要传入InvocationHandler。通过构造器传入一个引用，那么必然有个成员变量去接收。没错，代理对象的内部确实有个成员变量invocationHandler，而且代理对象的每个方法内部都会调用handler.invoke()！
InvocationHandler对象成了代理对象和目标对象的桥梁，不像静态代理这么直接。
大家仔细看上图右侧的动态代理，我在invocationHandler的invoke()方法中并没有写目标对象。因为一开始invocationHandler的invoke()里确实没有目标对象，需要我们手动new。
但这种写法不够优雅，属于硬编码。我这次代理A对象，下次想代理B对象还要进来改invoke()方法，太差劲了。改进一下，让调用者把目标对象作为参数传进来：
public class ProxyTest {
public static void main(String[] args) throws Throwable {
CalculatorImpl target = new CalculatorImpl();
//传入目标对象
//目的：1.根据它实现的接口生成代理对象 2.代理对象调用目标对象方法
Calculator calculatorProxy = (Calculator) getProxy(target);
calculatorProxy.add(1, 2);
calculatorProxy.subtract(2, 1);
}
private static Object getProxy(final Object target) throws Exception {
//参数1：随便找个类加载器给它， 参数2：目标对象实现的接口，让代理对象实现相同接口
Class proxyClazz = Proxy.getProxyClass(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces());
Constructor constructor = proxyClazz.getConstructor(InvocationHandler.class);
Object proxy = constructor.newInstance(new InvocationHandler() {
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println(method.getName() + "方法开始执行...");
Object result = method.invoke(target, args);
System.out.println(result);
System.out.println(method.getName() + "方法执行结束...");
return result;
}
});
return proxy;
}
}
这样就非常灵活，非常优雅了。无论现在系统有多少类，只要你把实例传进来，getProxy()都能给你返回对应的代理对象。就这样，我们完美地跳过了代理类，直接创建了代理对象！
不过实际编程中，一般不用getProxyClass()，而是使用Proxy类的另一个静态方法：Proxy.newProxyInstance()，直接返回代理实例，连中间得到代理Class对象的过程都帮你隐藏：
public class ProxyTest {
public static void main(String[] args) throws Throwable {
CalculatorImpl target = new CalculatorImpl();
Calculator calculatorProxy = (Calculator) getProxy(target);
calculatorProxy.add(1, 2);
calculatorProxy.subtract(2, 1);
}
private static Object getProxy(final Object target) throws Exception {
Object proxy = Proxy.newProxyInstance(
target.getClass().getClassLoader(),/*类加载器*/
target.getClass().getInterfaces(),/*让代理对象和目标对象实现相同接口*/
new InvocationHandler(){/*代理对象的方法最终都会被JVM导向它的invoke方法*/
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println(method.getName() + "方法开始执行...");
Object result = method.invoke(target, args);
System.out.println(result);
System.out.println(method.getName() + "方法执行结束...");
return result;
}
}
);
return proxy;
}
}
现在，我想大家应该能看懂动态代理了。
那么来张小图做总结：
代理的真正作用（实践）
静态代理的作用
假如我们有一个字体提供类，有多种实现（从磁盘，从网络，从系统）
public interface FontProvider {
Font getFont(String name);
}
public abstract class ProviderFactory {
public static FontProvider getFontProvider() {
return new FontProviderFromDisk();
}
}
public class Main() {
public static void main(String[] args) {
FontProvider fontProvider = ProviderFactory.getFontProvider();
Font font = fontProvider.getFont("微软雅黑");
......
}
}
现在我们希望给他加上一个缓存功能，我们可以用静态代理来完成。
public class CachedFontProvider implements FontProvider {
private FontProvider fontProvider;
private Map<String, Font> cached;
public CachedFontProvider(FontProvider fontProvider) {
this.fontProvider = fontProvider;
}
public Font getFont(String name) {
Font font = cached.get(name);
if (font == null) {
font = fontProvider.getFont(name);
cached.put(name, font);
}
return font;
}
}
/* 对工厂类进行相应修改，代码使用处不必进行任何修改。
这也是面向接口编程以及工厂模式的一个好处 */
public abstract class ProviderFactory {
public static FontProvider getFontProvider() {
return new CachedFontProvider(new FontProviderFromDisk());
}
}
当然，我们直接修改FontProviderFromDisk类也可以实现目的，但是我们还有FontProviderFromNet, FontProviderFromSystem等多种实现类，一一修改太过繁琐且易出错。
况且将来还可能添加日志，权限检查，异常处理等功能显然用代理类更好一点。
动态代理的运用场景（减少重复劳作）
比如：考虑以下各种情况，有多个提供类，每个类都有getXxx(String name)方法，每个类都要加入缓存功能，使用静态代理虽然也能实现，但是也是略显繁琐，需要手动一一创建代理类。
public abstract class ProviderFactory {
public static FontProvider getFontProvider() {...}
public static ImageProvider getImageProvider() {...}
public static MusicProvider getMusicProvider() {...}
......
}
使用动态代理怎么完成呢？(只需一份缓存版本实现即可)
public class CachedProviderHandler implements InvocationHandler {
private Map<String, Object> cached = new HashMap<>();
private Object target;
public CachedProviderHandler(Object target) {
this.target = target;
}
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
throws Throwable {
Type[] types = method.getParameterTypes();
//关键逻辑：当调用的是get方法时，我们就来发挥缓冲区的作用
if (method.getName().matches("get.+") && (types.length == 1) &&
(types[0] == String.class)) {
String key = (String) args[0];
Object value = cached.get(key);
if (value == null) {
value = method.invoke(target, args);
cached.put(key, value);
}
return value;
}
return method.invoke(target, args);
}
}
public abstract class ProviderFactory {
public static FontProvider getFontProvider() {
Class<FontProvider> targetClass = FontProvider.class;
return (FontProvider) Proxy.newProxyInstance(targetClass.getClassLoader(),
new Class[] { targetClass },
new CachedProviderHandler(new FontProviderFromDisk()));
}
}
总结
很明显，动态代理在需要大量静态代理的情况下，大大减少了重复劳作，动态代理yyds！(不知道C++如何去实现动态代理。。)