Java 动态代理详解与实战示例
Java 动态代理是 Java 提供的一种机制，它允许程序在运行时创建代理类，并在不改变代理类代码的情况下为方法调用添加额外的功能。动态代理的核心是 java.lang.reflect 包中的 Proxy 类和 InvocationHandler 接口。
1. 动态代理的基本概念
动态代理是一种在运行时创建代理对象的技术，可以在不修改原始对象代码的情况下为方法调用添加额外的行为。Java 提供了两种代理方式：
- 接口代理（基于 java.lang.reflect.Proxy）：用于代理实现了接口的类。
- 类代理（基于第三方库如 CGLIB）：用于代理没有实现接口的类。
本文主要介绍接口代理。
2. InvocationHandler 接口
InvocationHandler 是动态代理的核心接口。它定义了 invoke 方法，代理对象的每个方法调用都会被重定向到这个 invoke 方法。
public interface InvocationHandler { Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable; }
3. Proxy 类
Proxy 类提供了静态方法 newProxyInstance 用于创建代理对象：
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h) throws IllegalArgumentException
参数说明：
- loader：定义代理类的类加载器。
- interfaces：代理类实现的接口列表。
- h：InvocationHandler 实例。
4. 动态代理示例
4.1 定义接口和实现类
interface Hello { void sayHello(); } class HelloImpl implements Hello { public void sayHello() { System.out.println("Hello, world!"); } }
4.2 自定义 InvocationHandler
class HelloInvocationHandler implements InvocationHandler { private final Object target; public HelloInvocationHandler(Object target) { this.target = target; } @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { System.out.println("Before method " + method.getName()); Object result = method.invoke(target, args); System.out.println("After method " + method.getName()); return result; } } class HelloInvocationHandler implements InvocationHandler { private final Object target; public HelloInvocationHandler(Object target) { this.target = target; } @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { System.out.println("Before method " + method.getName()); Object result = method.invoke(target, args); System.out.println("After method " + method.getName()); return result; } }
4.3 创建代理对象并调用方法
public class DynamicProxyExample { public static void main(String[] args) { // 创建目标对象 Hello hello = new HelloImpl(); // 创建 InvocationHandler 实例 InvocationHandler handler = new HelloInvocationHandler(hello); // 创建代理对象 Hello proxy = (Hello) Proxy.newProxyInstance( hello.getClass().getClassLoader(), hello.getClass().getInterfaces(), handler ); // 调用代理对象的方法 proxy.sayHello(); } }
4.4 输出结果
Before method sayHello Hello, world! After method sayHello
5. 动态代理的高级用法
5.1 动态代理用于日志记录
动态代理可以用于在方法调用前后记录日志。
class LoggingInvocationHandler implements InvocationHandler { private final Object target; public LoggingInvocationHandler(Object target) { this.target = target; } @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { System.out.println("Entering method: " + method.getName()); Object result = method.invoke(target, args); System.out.println("Exiting method: " + method.getName()); return result; } }
5.2 动态代理用于性能监控
动态代理可以用于监控方法的执行时间。
class TimingInvocationHandler implements InvocationHandler { private final Object target; public TimingInvocationHandler(Object target) { this.target = target; } @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { long start = System.nanoTime(); Object result = method.invoke(target, args); long end = System.nanoTime(); System.out.println("Execution of " + method.getName() + " took " + (end - start) + " ns"); return result; } }
6. 动态代理的优势
- 代码复用：可以通过动态代理实现常见的横切关注点（如日志记录、事务管理、性能监控等），减少重复代码。
- 解耦：通过代理对象和目标对象分离，降低模块之间的耦合度。
- 灵活性：可以在运行时动态地改变代理行为，增强程序的灵活性和扩展性。
7. 总结
Java 动态代理是一种强大的技术，可以在不修改现有代码的情况下为方法调用添加额外的行为。通过使用 InvocationHandler 和 Proxy 类，可以轻松地实现各种代理模式，如日志记录、性能监控等。这种机制在很多 Java 框架（如 Spring AOP）中得到了广泛应用。
