【Java】大明星类会唱跳rap，如何使用动态代理为其增强功能，扩展类的行为今天学习Java的动态代理，我们来探讨动态代

一、前言

今天学习Java的动态代理，我们来探讨动态代理的概念和应用。

二、内容

2.1 简介

（1）什么是动态代理

动态代理是Java中一种强大的编程机制，它允许我们在运行时创建代理对象，以代替直接访问对象。通常，动态代理用于实现横切关注点（cross-cutting concerns），如日志记录、事务管理和权限控制等，而无需修改原始类的代码。换句话说，动态代理能够以无侵入的方式为类的方法添加其他功能。代理类在其方法中调用目标类的方法，并可以在调用前后添加额外的逻辑。

Java中的动态代理主要依赖于Java的反射机制和代理对象的InvocationHandler接口。

（2）为什么需要动态代理

分离关注点：动态代理允许将关注点（如日志、事务、权限控制等）与核心业务逻辑分离，提高了代码的可维护性和可重用性。 减少重复代码：动态代理可以减少在不同类中相似的代理代码的重复编写，从而降低了代码冗余。 避免对原始类的修改：静态代理需要为每个需要代理的类编写一个代理类，而动态代理可以动态地创建代理，无需修改原始类的代码。

Java中的动态代理主要使用两个核心类来实现：java.lang.reflect.Proxy和java.lang.reflect.InvocationHandler。动态代理不需要为每个目标类编写一个代理类，而是在运行时生成代理对象。

Proxy类：通过Proxy.getProxyClass方法生成代理类的Class对象，然后通过反射机制创建代理对象。 InvocationHandler：代理对象的方法调用会委托给InvocationHandler对象来处理。 newProxyInstance方法：Proxy类提供了newProxyInstance方法，可以直接生成代理对象，隐藏了代理类的生成细节。

（3）动态代理 vs 静态代理

静态代理通常需要为每个目标类编写一个代理类，将前后逻辑添加到代理类中，然后在客户端使用代理类来间接调用目标类的方法以实现功能增强。然而，这种方法存在一些缺点，如高维护成本、对接口的依赖和对大规模项目的不适用。

与之相比，动态代理的优势包括：

代码灵活性：动态代理允许在运行时生成代理类，更加灵活，适应不断增长的业务需求。 AOP编程：动态代理可以实现面向切面编程（AOP），将横切关注点从业务逻辑中分离出来，提高代码的可维护性。 解耦：在Web开发中，动态代理有助于实现数据层和业务层的分离，提高代码的可维护性。 无侵入式扩展：动态代理实现无侵入式的代码扩展，而静态代理可能导致代理类的代码量庞大，难以维护。

（4）应用场景

动态代理在多个领域中广泛应用，提供了一种灵活且非侵入性的方式来实现功能增强和控制。一些应用场景包括：

Spring AOP：Spring框架利用动态代理实现面向切面编程（AOP），在方法执行前、后或异常时执行横切关注点的逻辑，如事务管理、日志记录等。 RPC框架：常见的RPC框架如Apache Thrift和gRPC使用动态代理来创建远程服务的代理对象，使本地调用远程方法变得透明。 用户鉴权：动态代理可用于实施用户鉴权和权限控制，允许在方法执行前或后进行身份验证和授权检查。 日志记录：通过动态代理，可以在方法执行前后记录日志信息，以便监控和故障排除。 更多其他领域。

2.2 如何使用

（1）创建代理对象

在Java中，动态代理对象通常使用Proxy.newProxyInstance方法创建。

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler handler)

可以看到，这个方法接受三个参数：

类加载器 (ClassLoader)：用于加载生成的代理类，通常是目标接口的类加载器。 要代理的接口 (Class[])：指定代理对象要实现的接口。 InvocationHandler对象 (InvocationHandler)：用于处理方法调用的逻辑。

（2） InvocationHandler接口

InvocationHandler是一个函数式接口，它包含一个invoke方法，用于处理代理对象方法的调用。在invoke方法中，你可以添加自定义的逻辑，如在方法执行前后执行额外的操作。

public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable

在invoke方法中，可以根据method参数中的方法信息和args参数中的参数来自定义方法的执行逻辑，例如在方法执行前后添加额外的操作。invoke方法的返回值应该与被代理方法的返回值类型相匹配，并需要处理可能抛出的Throwable异常。

2.3 示例

（1）需求

假设我们有一个明星接口 Star，其中定义了明星可以唱歌和跳舞的方法。我们还有一个具体的明星类 BigStar，它实现了 Star 接口。现在，我们希望使用动态代理来创建一个代理对象，控制对 BigStar 对象方法的访问，同时在方法执行前后添加额外的操作。

我们将创建一个经纪人来代理明星，以便在明星的行为前后添加一些额外的功能。

（2）明星接口和大明星类

首先，我们有一个明星接口 Star，它定义了明星的行为，包括唱歌、跳舞和说唱。接着，我们有一个实现了 Star 接口的大明星类 BigStar，它可以执行这些行为。

/** * 明星接口: 唱跳rap */ interface Star { // 唱歌 void sing(String name); // 跳舞 void dance(); // rap void rap(); } /** * 大明星：能唱能跳能rap */ class BigStar implements Star { private String name; public BigStar(String name) { this.name = name; } // 唱歌 @Override public void sing(String name){ System.out.println(this.name + "正在唱" + name); } // 跳舞 @Override public void dance(){ System.out.println(this.name + "正在跳舞"); } @Override public void rap() { System.out.println(this.name + "正在说唱"); } // ... 其他方法和属性 }

（3）动态代理增强功能

现在，我们将创建一个经纪人类 DynamicProxy，并使用动态代理来为大明星增强功能。经纪人将在大明星的行为前后添加额外的功能。

import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Method; import java.lang.reflect.Proxy; public class DynamicProxy { public static void main(String[] args) { // 1. 创建大明星对象（也就是代理的对象） BigStar bigStar = new BigStar("吉哥"); // 2. 创建一个 InvocationHandler 对象，用于处理方法调用（代理对象的处理程序） InvocationHandler handler = new InvocationHandler() { @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { // 在方法执行前添加功能 System.out.println("经纪人准备安排行程..."); // 执行方法 Object result = method.invoke(bigStar, args); // 在方法执行后添加功能 System.out.println("经纪人处理后事务..."); return result; } }; // 3. 创建代理对象 Star proxy = (Star) Proxy.newProxyInstance( Star.class.getClassLoader(), new Class[] { Star.class }, handler ); // 4. 使用代理对象调用方法 proxy.sing("只因你太美"); System.out.println("----------------------"); proxy.dance(); System.out.println("----------------------"); proxy.rap(); } }

（4）运行结果

经纪人准备安排行程... 吉哥正在唱只因你太美 经纪人处理后事务... ---------------------- 经纪人准备安排行程... 吉哥正在跳舞 经纪人处理后事务... ---------------------- 经纪人准备安排行程... 吉哥正在说唱 经纪人处理后事务...

通过使用Java的动态代理机制，我们成功为大明星添加了额外的功能，而不需要修改原始的 BigStar 类。这使得我们可以轻松地在不同场景下扩展类的行为，从而更好地符合开闭原则和单一职责原则。

三、总结

总的来说，动态代理就是允许在运行时创建代理对象，以代替直接访问对象。我们在示例代码中展示了如何使用动态代理来扩展类的行为，通过代理对象在原有行为上添加额外的逻辑，这也是面向切面编程（AOP）的一种常见应用。

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