反射与动态代理原理

1 关于反射
反射最大的作用之一就在于我们可以不在编译时知道某个对象的类型，而在运行时通过提供完整的”包名+类名.class”得到。注意：不是在编译时，而是在运行时。

功能：
•在运行时能判断任意一个对象所属的类。
•在运行时能构造任意一个类的对象。
•在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。
•在运行时调用任意一个对象的方法。
说大白话就是，利用Java反射机制我们可以加载一个运行时才得知名称的class，获悉其构造方法，并生成其对象实体，能对其fields设值并唤起其methods。

应用场景：
反射技术常用在各类通用框架开发中。因为为了保证框架的通用性，需要根据配置文件加载不同的对象或类，并调用不同的方法，这个时候就会用到反射——运行时动态加载需要加载的对象。

特点：
由于反射会额外消耗一定的系统资源，因此如果不需要动态地创建一个对象，那么就不需要用反射。另外，反射调用方法时可以忽略权限检查，因此可能会破坏封装性而导致安全问题。

2 动态代理
为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。在某些情况下，一个对象不适合或者不能直接引用另一个对象，而代理对象可以在两者之间起到中介的作用（可类比房屋中介，房东委托中介销售房屋、签订合同等）。
所谓动态代理，就是实现阶段不用关心代理谁，而是在运行阶段才指定代理哪个一个对象（不确定性）。如果是自己写代理类的方式就是静态代理（确定性）。

组成要素：
(动态)代理模式主要涉及三个要素：
其一：抽象类接口
其二：被代理类（具体实现抽象接口的类）
其三：动态代理类：实际调用被代理类的方法和属性的类

实现方式:
实现动态代理的方式很多，比如 JDK 自身提供的动态代理，就是主要利用了反射机制。还有其他的实现方式，比如利用字节码操作机制，类似 ASM、CGLIB（基于 ASM）、Javassist 等。
举例，常可采用的JDK提供的动态代理接口InvocationHandler来实现动态代理类。其中invoke方法是该接口定义必须实现的，它完成对真实方法的调用。通过InvocationHandler接口，所有方法都由该Handler来进行处理，即所有被代理的方法都由InvocationHandler接管实际的处理任务。此外，我们常可以在invoke方法实现中增加自定义的逻辑实现，实现对被代理类的业务逻辑无侵入。

何为反射？

反射是指计算机程序在运行时可以访问、检测和修改它本身状态或行为的一种能力。比喻来说，反射就是程序在运行的时候能够“观察”并且修改自己的行为。

文章中提到了“自省”它与反射是有区别的，“自省”机制仅指程序在运行时对自身信息（元数据）的检测，而反射机制不仅包括要能在运行时对程序自身信息进行检测，还要求程序能进一步根据这些信息改变程序状态或结构。

通过反射的运行时可以访问、检测和修改自身状态的特性，也就出现了动态代理。

一个小白对反射的使用场景（受限于业务能力）：

在一个程序中有两个类A、B，整个程序的运行都由 B 类来承担，A 类的所要做的工作是满足B的要求，如果在没有反射这种机制的条件下实现这个程序就会，既要把 B 类中的对整个程序运行逻辑进行编写，还要回到 A 类中对 B 的工作进行人工手动辅助，这时只要 B 的任何改动都会影响到 A 。

若在有了反射或代理之后 A 的代码就可以自己去访问、检测 B ，从而自动的修改 A 自身的状态来辅助 B。



作者在评论中提到实现后续单独说明，我想到时就可以知道：代码是如何实现程序在运行时的访问、检测和行为的修改了。

对于初学者表示我查了好多文章才看懂这篇~ 需要先做功课~


* java是静态的强类型语言，因为也提供了反射等机制，也具备动态类型语言的能力。
>要理解动态代理需要先了解几个方面：

### 反射机制 java.lang.reflect
* 解释：运行时程序的自省。通过运行时操作元数据和对象，java可以灵活地操作运行时才能确定的信息。
* 作用
    * 使用反射可以直接操作对象
    * 获取某个对象的类定义
    * 获取类声明属性和方法
    * 调用方法或者构造对象
    * 运行时修改类定义
* 缺点：
    * 性能：能不用反射实现的需求则尽可能避免使用。性能低。
    * 安全：反射需要运行时权限，在安全管理器（SecurityManager）下可能不能运行
    * 内部接触：反射可以访问private因此可能导致副作用，破坏可移植性，打破抽象
* 场景：动态代理（AOP、RPC）、第三方开发者扩展能力、第三方组件创建对象。
* 用法：
```java
Class clazz = Class.forName("com.playcrab.war.gvg.gvgLogic");
Constructor[] conArray = clazz.getConstructors(); //获取所有公有构造方法
```

### RPC（Remote procedure call）
* 一种编程模型，不限制底层实现（RMI、网络httpClient/socket、动态代理、反射）
* 远程过程调用，多用在分布式部署中，将某个模块部署到独立服务器上，通过RPC实现客户端无感知的各服务之间的调用。比如阿里的Dubbo
* [简书-RPC介绍](https://www.jianshu.com/p/2accc2840a1b)

### AOP（Aspect Oriented Programming）
* 面相切面编程，对象与对象之间、模块与模块之间都是一个切面。减少代码量的一种方式，是OOP的一个延续。所以通过动态代理也可以实现AOP编程。Spring AOP
* 大幅提高代码的抽象度和复用度，让我们从繁琐的事项中抽身出来。

### 动态代理
* 实现方式：JDK自身提供的动态代理（java.lang.reflect.Proxy）利用了反射、高性能的字节码操作机制类似ASM、cglib、javaassist等。
* 场景：包装RPC调用、面向切面编程AOP等。
* 区别与优势：
    * JDK Proxy
        1. 被调用者必须实现接口。
        2. JDK本身支持可能更加可靠
        3. 代码实现简单。
        4. 平滑升级JDK，而字节码类库需要进行更新以保证可用。
        5. 新版本JDK也使用ASM提高性能。
    * 类cglib
        1. cglib没有实现接口的限制
        2. 只操作我们关心的类，不需要为其他相关类增加工作量
        3. 基于ASM字节码，高性能。
        4. 通过生成业务类的子类作为代理类。
* 类似python重写__getattr__、php的魔术方法__call 将对象中不同的方法统一到一个处理函数。对于调用者毫无察觉，和调用本地方法一般，被代理的类不一定是本地类，也可以通过抽象方式代理远程主机上的类，实现RPC。
* 也可以自己实现业务类的代理类，比较繁琐需要挨个实现每个方法的转发。称为静态代理

先回答问题：
99%的Java程序员应该都间接使用了AOP。自己项目里直接编写的，比如调用追踪，通用日志， 自动重试
反射和AOP真是双刃剑效果拔群的技术。从MVC开始约定胜过配置的开发理念大行其道，ORM自动映射，plugin模式，到现在的spring + boot +cloud 的declarative编程大量基于此实现，可以说没有反射和AOP就没有Java的今天。反面就是，自己想进行定制化的改造封装真挺苦逼
再提问题：
1. 听到过个说法，反射慢因为一是获取Field，Method等要进行元数据的查找，这里有字符串匹配操作。二是Invoke时，要进行一些安全性上的检查。这种说法对么？JVM在解释执行的时候就不做一些操作内存操作的检查了么？如果不对，那原因是什么？还有没有其他？
2. 以前写C#的，里面可以拼表达式树，运行时生成一个函数（不需要有对象），理论上性能是和手写代码一样的，但可以缓存起来。这解决的是手写中间代码太难的问题。请问Java有这种类似的功能嘛？

恩，如大部分同学的感受一样，不够细致，一些概念点到为止了
当然，对于开阔眼界是大大的帮助的，动态代理这个平时编码没直接写过，各种框架的实现是基本用到的，感觉都是针对字节码进行的操作，可能操作的方式有些不同。JAVA源码是写个人看的，是编译器的输入材料，Java字节码是准备给JVM来加载识别的，是机器码的待转换材料，主要是JVM来操作。
框架为了其通用性，一定是不知道对应业务代码都是有哪些类和名字的，不过类想发挥作用总是要到JVM内才行的，类的全路径名为寻找对应的提供了线索，所以，将类名告诉框架，然后按照约定的形式编写，框架就能执行一些只有到执行时才知道的类的功能了。
这个就是我对动态代理和框架功能的理解，至于怎么获取类名，以及如何获取对应的在执行时才知道的类，估计就复杂了，至少对人如此，对JVM可能简单一些。反射是一种方式，直接根据类名的字节码也许也能找到吧！这个就是底层的原理啦！这也是期待从老师那里了解的

spring是通过设置target-class是否为true，来决定是否强制使用cglib。
静态代理：事先写好代理类，可以手工编写，也可以用工具生成。缺点是每个业务类都要对应一个代理类，非常不灵活。
    动态代理：运行时自动生成代理对象。缺点是生成代理代理对象和调用代理方法都要额外花费时间。
        JDK动态代理：基于Java反射机制实现，必须要实现了接口的业务类才能用这种办法生成代理对象。新版本也开始结合ASM机制。
        cglib动态代理：基于ASM机制实现，通过生成业务类的子类作为代理类。
Java 发射机制的常见应用：动态代理（AOP、RPC）