深入浅出MyBatis:反射和动态代理

前三篇详细总结了Mybatis的基本特性、常用配置、映射器,相对于Hibernate,映射器的配置相对复杂,但有很好的灵活性和扩展性,可以应对各种业务场景。熟练掌握这些内容,可以流畅的使用MyBatis进行开发了。

后面准备介绍MyBatis的解析和运行原理以及自定义插件,今天看了书籍的这部分,都会涉及到反射和动态代理这些基础,本篇文章总结下这些,便于理解原理。

通过本篇的介绍,你会了解到:

  • 反射和动态代理是解决什么问题的
  • Class对象
  • 反射能做什么
  • 动态代理的实现方式:JDK动态代理、CGLIB

理解反射和动态代理

反射

首先看看官网对反射的定义:

可以通过java代码,获取当前加载类的字段、方法、构造函数等信息,并在安全限制内,使用反射字段、方法、构造函数进行操作。

简单来说,可以在运行时获得程序中每一个类型的成员信息。程序中定义的对象,其类型都是在编译期确定的,而反射可以动态地创建对象,并访问或调用其成员。

动态代理

所谓代理,是一个人或组织代替另一个人或组织做事,主要有3个角色:访问者、代理人、被代理人,访问者经由代理人,与被代理人交互,中间会加入一些自己的处理。

图片来自互联网

所谓的动态代理,是说在编译时不需要定义代理类,而是在运行时创建,这个是关键:在运行时创建代理类。

Class对象

Class类是一个实实在在的类,存在于java.lang包中,用来表示运行时类型信息。Class对象表示自定义类的类型信息,比如创建一个User类,JVM就会创建一个User对应的Class对象,保存User类相关的类型信息,该对象保存在jvm堆中,作为访问方法区中User类型信息的接口。

在使用自定义类时,会首先检查这个类的Class对象是否已经加载,如果没有加载,默认的类加载器就会先根据类名查找.class文件,Class对象就会被加载到内存。

可以通过下面3种方法获取Class对象:

  • 使用Class类的forName静态方法;
  • 直接获取某一个对象的class;
  • 调用某个对象的getClass()方法;

Class对象是反射的基础,提供了获取类信息的方法,后面会介绍。

反射提供的功能

java反射框架主要提供以下内容:

  • 在运行时判断对象所属的类;
  • 在运行时创建对象;
  • 在运行时获取类包含的成员变量、方法、父类、接口等信息;
  • 在运行时调用一个对象的方法;

下面举例说明相关功能

创建实例:

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//获取String所对应的Class对象
Class<?> c = User.class;
//获取String类带一个String参数的构造器
Constructor constructor = c.getConstructor(String.class);
//根据构造器创建实例
User user = (User)constructor.newInstance("calm");

获取方法:

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//返回类或接口声明的所有方法,包括私有的,但不包括继承的方法
public Method[] getDeclaredMethods() throws SecurityException

//所有public方法,包括继承的方法
public Method[] getMethods() throws SecurityException

//返回一个特定的方法,第一个参数为方法名称,后面的参数为方法参数对应Class的对象
public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)

调用方法:

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Class<?> userClass=User.class;
Object obj = userClass.newInstance();
Method method =klass.getMethod("addRole",String.class);
method.invoke(obj,"超级管理员");

JDK动态代理

JDK本身提供了动态代理的实现,要求被代理者必须实现接口。

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

第一个参数为类加载器,第二个参数是被代理者实现的接口列表,第三个参数是实现了InvocationHandler接口的对象。

InvocationHandler是一个接口,用于规范执行被代理者的方法,可在执行方法前后,添加公共的处理代码。生成的动态代理类包含一个InvocationHandler属性,调用对应方法时,会触发invoke方法的调用。

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public class JDKProxy implements InvocationHandler {    

private Object targetObject;//被代理对象

public Object newProxy(Object targetObject) {
this.targetObject = targetObject;
return Proxy.newProxyInstance(targetObject.getClass().getClassLoader(),
targetObject.getClass().getInterfaces(), this);
}

public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)//invoke方法
throws Throwable {
Object ret = null;
ret = method.invoke(targetObject, args);
return ret;
}
}

测试代码:

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JDKProxy jdkProxy=new JDKProxy();
UserService userService = (UserService)
jdkProxy.newProxy(new UserServiceImp());
userService.addRole("超级管理员");

JDK动态代理的基本原理是根据定义好的规则,用传入的接口创建一个新类。

CGLIB动态代理

JDK动态代理要求必须有接口,CGLIB(Code Generate Library)动态代理没有这个要求,它是通过创建一个被代理类的子类,然后使用ASM字节码库修改代码来实现的。

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public class CGLibProxy implements MethodInterceptor {    
private Object targetObject; //被代理对象

public Object createProxyObject(Object obj) {
this.targetObject = obj;
Enhancer enhancer = new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(obj.getClass());
enhancer.setCallback(this);
Object proxyObj = enhancer.create();
return proxyObj;
}

public Object intercept(Object proxy, Method method, Object[] args,
MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
Object obj = null;
obj = method.invoke(targetObject, args);
return obj;
}
}

测试代码:

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CGLibProxy cgLibProxy=new CGLibProxy();
UserService userService = (UserService)
cgLibProxy.newProxy(new UserServiceImp());
userService.addRole("超级管理员");

ASM 是一个 Java 字节码操控框架。它能够以二进制形式修改已有类或者动态生成类。不过ASM在创建class字节码的过程中,操纵的级别是底层JVM的汇编指令级别,这要求ASM使用者要对class组织结构和JVM汇编指令有一定的了解。另外可以使用javassist框架操作字节码,它对开发者提供的接口比较优化。

了解了反射和动态代理,对后面介绍MyBatis的解析和运行原理有很大帮助,下一篇会重点介绍。

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