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深入淺出MyBatis:反射和動態代理

mybatis

前三篇詳細總結了Mybatis的基本特性、常用配置、映射器,相對於Hibernate,映射器的配置相對復雜,但有很好的靈活性和擴展性,可以應對各種業務場景。熟練掌握這些內容,可以流暢的使用MyBatis進行開發了。

後面準備介紹MyBatis的解析和運行原理以及自定義插件,今天看了書籍的這部分,都會涉及到反射和動態代理這些基礎,本篇文章總結下這些,便於理解原理。

通過本篇的介紹,你會了解到:

  • 反射和動態代理是解決什麽問題的
  • Class對象
  • 反射能做什麽
  • 動態代理的實現方式:JDK動態代理、CGLIB

理解反射和動態代理

反射

首先看看官網對反射的定義:

可以通過java代碼,獲取當前加載類的字段、方法、構造函數等信息,並在安全限制內,使用反射字段、方法、構造函數進行操作。

簡單來說,可以在運行時獲得程序中每一個類型的成員信息。程序中定義的對象,其類型都是在編譯期確定的,而反射可以動態地創建對象,並訪問或調用其成員。

動態代理

所謂代理,是一個人或組織代替另一個人或組織做事,主要有3個角色:訪問者、代理人、被代理人,訪問者經由代理人,與被代理人交互,中間會加入一些自己的處理。

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所謂的動態代理,是說在編譯時不需要定義代理類,而是在運行時創建,這個是關鍵:在運行時創建代理類。

Class對象

Class類是一個實實在在的類,存在於java.lang包中,用來表示運行時類型信息。Class對象表示自定義類的類型信息,比如創建一個User類,JVM就會創建一個User對應的Class對象,保存User類相關的類型信息,該對象保存在jvm堆中,作為訪問方法區中User類型信息的接口。

在使用自定義類時,會首先檢查這個類的Class對象是否已經加載,如果沒有加載,默認的類加載器就會先根據類名查找.class文件,Class對象就會被加載到內存。

可以通過下面3種方法獲取Class對象:

  • 使用Class類的forName靜態方法;
  • 直接獲取某一個對象的class;
  • 調用某個對象的getClass()方法;

Class對象是反射的基礎,提供了獲取類信息的方法,後面會介紹。

反射提供的功能

java反射框架主要提供以下內容:

  • 在運行時判斷對象所屬的類;
  • 在運行時創建對象;
  • 在運行時獲取類包含的成員變量、方法、父類、接口等信息;
  • 在運行時調用一個對象的方法;

下面舉例說明相關功能

創建實例:

//獲取String所對應的Class對象
Class<?> c = User.class;
//獲取String類帶一個String參數的構造器
Constructor constructor = c.getConstructor(String.class);
//根據構造器創建實例
User user = (User)constructor.newInstance("calm");

獲取方法:

//返回類或接口聲明的所有方法,包括私有的,但不包括繼承的方法
public Method[] getDeclaredMethods() throws SecurityException

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

//返回一個特定的方法,第一個參數為方法名稱,後面的參數為方法參數對應Class的對象
public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)

調用方法:

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

JDK動態代理

JDK本身提供了動態代理的實現,要求被代理者必須實現接口。

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

第一個參數為類加載器,第二個參數是被代理者實現的接口列表,第三個參數是實現了InvocationHandler接口的對象。

InvocationHandler是一個接口,用於規範執行被代理者的方法,可在執行方法前後,添加公共的處理代碼。生成的動態代理類包含一個InvocationHandler屬性,調用對應方法時,會觸發invoke方法的調用。

public class JDKProxy implements InvocationHandler {    

    private Object targetObject;//被代理對象   

    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;    
    }    
}    

測試代碼:

JDKProxy jdkProxy=new JDKProxy();
UserService userService = (UserService) 
jdkProxy.newProxy(new UserServiceImp());    
userService.addRole("超級管理員");    

JDK動態代理的基本原理是根據定義好的規則,用傳入的接口創建一個新類。

CGLIB動態代理

JDK動態代理要求必須有接口,CGLIB(Code Generate Library)動態代理沒有這個要求,它是通過創建一個被代理類的子類,然後使用ASM字節碼庫修改代碼來實現的。

public class CGLibProxy implements MethodInterceptor {    
    private Object targetObject; //被代理對象

    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;    
    }       
}

測試代碼:

CGLibProxy cgLibProxy=new CGLibProxy();
UserService userService = (UserService) 
cgLibProxy.newProxy(new UserServiceImp());    
userService.addRole("超級管理員");    

ASM 是一個 Java 字節碼操控框架。它能夠以二進制形式修改已有類或者動態生成類。不過ASM在創建class字節碼的過程中,操縱的級別是底層JVM的匯編指令級別,這要求ASM使用者要對class組織結構和JVM匯編指令有一定的了解。另外可以使用javassist框架操作字節碼,它對開發者提供的接口比較優化。

了解了反射和動態代理,對後面介紹MyBatis的解析和運行原理有很大幫助,下一篇會重點介紹。

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