浅谈JDK动态代理(上)

作者简介：大家好，我是smart哥，前中兴通讯、美团架构师，现某互联网公司CTO

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到目前为止，在Java基础进阶这个章节，我们已经帮大家梳理了很多晦涩但极其重要的知识点，包括反射、注解和泛型。这些都是我们迈向中高级程序员的小碎步，我们已经离“成熟的码农”越来越近了，但还不够。今天，我们仍需一起再往前走一小步：JDK动态代理。个人认为Java基础有“四大神兽”，除了刚才说的反射、注解和泛型，JDK动态代理就是最后一道坎。

“动态代理”四个字一出来，估计很多初学者已经开始冒冷汗。它之所以给人感觉很难，有三点原因：

代码形式很诡异，让人搞不清调用逻辑
用到了反射，而很多初学者不了解反射（现在你应该感觉好些了）
包含代理模式的思想，本身比较抽象

尽管动态代理看起来似乎有一定难度，但却必须拿下。因为Spring的事务控制依赖于AOP，AOP底层实现便是动态代理 + 责任链，环环相扣。所以说，搞编程的，拼到到最后还是看基本功，要么是语言基础、要么是计算机基础。

一个小需求：给原有方法添加日志打印

假设你刚进入一个项目组，项目中存在一个Calculator类，代表一个计算器，它可以进行加减乘除操作：

public class Calculator {

	// 加
	public int add(int a, int b) {
		int result = a + b;
		return result;
	}

	// 减
	public int subtract(int a, int b) {
		int result = a - b;
		return result;
	}

	// 乘法、除法...
}

现在老大给你提了一个需求：在每个方法执行前后打印日志。

你有什么好的方案？

方案一：直接修改

很多人最直观的想法是直接修改Calculator类：

public class Calculator {

	// 加
	public int add(int a, int b) {
		System.out.println("add方法开始...");
		int result = a + b;
		System.out.println("add方法结束...");
		return result;
	}

	// 减
	public int subtract(int a, int b) {
		System.out.println("subtract方法开始...");
		int result = a - b;
		System.out.println("subtract方法结束...");
		return result;
	}

	// 乘法、除法...
}

上面的方案是有问题的：

直接修改源程序，不符合开闭原则，即好的程序设计应该对扩展开放，对修改关闭
如果Calculator类内部有几十个、上百个方法，修改量太大
存在重复代码（都是在核心代码前后打印日志）
日志打印硬编码在代理类中，不利于后期维护：比如你花了一上午终于写完了，组长告诉你这个功能不做了，于是你又要打开Calculator花十分钟删除日志打印的代码（或回滚分支）！

所以，此种方案PASS！

方案二：静态代理实现日志打印

“静态代理”四个字包含了两个概念：静态、代理。我们先来了解什么叫“代理”，至于何为“静态”，需要和“动态”对比着讲。

代理是一种模式，提供了对目标对象的间接访问方式，即通过代理访问目标对象。如此便于在目标实现的基础上增加额外的功能操作，前拦截，后拦截等，以满足自身的业务需求。

常用的代理方式可以粗分为：静态代理和动态代理。

静态代理的实现比较简单：编写一个代理类，实现与目标对象相同的接口，并在内部维护一个目标对象的引用。通过构造器塞入目标对象，在代理对象中调用目标对象的同名方法，并添加前拦截，后拦截等所需的业务功能。

是不是有点晕？是的，我最讨厌这种干巴巴的描述。简而言之，就是这样：

按上面的描述，代理类和目标类需要实现同一个接口，所以我打算这样做：

将Calculator抽取为接口
创建目标类CalculatorImpl实现Calculator
创建代理类CalculatorProxy实现Calculator

抽取接口

/**
 * Calculator接口
 */
public interface Calculator {
	int add(int a, int b);
	int subtract(int a, int b);
}

原目标类实现接口

/**
 * 目标类，实现Calculator接口（如果一开始就面向接口编程，其实是不存在这一步的，CalculatorImpl原本就实现Calculator接口）
 */
public class CalculatorImpl implements Calculator {

	// 加
	public int add(int a, int b) {
		int result = a + b;
		return result;
	}

	// 减
	public int subtract(int a, int b) {
		int result = a - b;
		return result;
	}

	// 乘法、除法...
}

新增代理类并实现接口

/**
 * 静态代理类，实现Calculator接口
 */
public class CalculatorProxy implements Calculator {
    // 代理对象内部维护一个目标对象引用
	private Calculator target;
        
    // 通过构造方法，传入目标对象
	public CalculatorProxy(Calculator target) {
		this.target = target;
	}

    // 调用目标对象的add，并在前后打印日志
	@Override
	public int add(int a, int b) {
		System.out.println("add方法开始...");
		int result = target.add(a, b);
		System.out.println("add方法结束...");
		return result;
	}

    // 调用目标对象的subtract，并在前后打印日志
	@Override
	public int subtract(int a, int b) {
		System.out.println("subtract方法开始...");
		int result = target.subtract(a, b);
		System.out.println("subtract方法结束...");
		return result;
	}

	// 乘法、除法...
}

测试案例

使用代理对象完成加减乘除，并且打印日志：

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		// 把目标对象通过构造器塞入代理对象
		Calculator calculator = new CalculatorProxy(new CalculatorImpl());
		// 代理对象调用目标对象方法完成计算，并在前后打印日志
		calculator.add(1, 2);
		calculator.subtract(2, 1);
	}
}