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每日面试题22：静态代理和动态代理的区别

news 2025/8/18 16:16:50

静态代理 vs 动态代理：从原理到实践的深度对比

在面向对象编程中，​​代理模式（Proxy Pattern）​​是一种经典的行为型设计模式，其核心思想是通过一个“代理对象”控制对真实对象的访问，在不修改真实对象的前提下，为其添加额外功能（如日志记录、事务管理、权限校验等）。根据代理类的生成时机，代理模式可分为​​静态代理​​和​​动态代理​​两大类。本文将从实现原理、代码示例、优缺点及适用场景等维度，系统对比两者的差异。

一、代理模式的核心价值

在展开对比前，我们先明确代理模式解决的问题：
假设我们需要为一个业务类（如UserService）添加日志记录功能，最直接的方式是修改UserService的代码，在每个方法前后插入日志。但这样会违反​​开闭原则​​（对扩展开放，对修改关闭），尤其是当需要为多个类添加相同功能时，重复代码会急剧增加，维护成本极高。

代理模式通过引入“代理对象”，将额外功能逻辑封装在代理中，真实对象仅负责核心业务，实现了​​功能解耦​​和​​代码复用​​。

二、静态代理：编译期确定的“固定助手”

静态代理是最基础的代理实现方式，其代理类在​​编译期​​手动编写（或通过工具生成），并在运行时直接使用。

1. 实现步骤

静态代理的核心是：​​代理类与被代理类实现相同接口​​，代理类持有被代理对象的引用，并在重写的接口方法中调用被代理对象的方法，同时添加扩展逻辑。

以用户服务（UserService）的日志代理为例：

步骤1：定义业务接口
public interface UserService {void addUser(String username);void deleteUser(Long userId);
}
步骤2：实现真实业务类（被代理对象）
public class UserServiceImpl implements UserService {@Overridepublic void addUser(String username) {System.out.println("添加用户：" + username);}@Overridepublic void deleteUser(Long userId) {System.out.println("删除用户，ID：" + userId);}
}
步骤3：编写静态代理类

代理类需实现UserService接口，持有UserServiceImpl实例，并在方法中嵌入日志逻辑：

public class UserServiceStaticProxy implements UserService {// 持有被代理对象的引用private final UserService target;public UserServiceStaticProxy(UserService target) {this.target = target;}@Overridepublic void addUser(String username) {// 前置增强：记录方法调用前的信息System.out.println("[日志] 开始执行addUser，参数：" + username);// 调用真实对象的方法target.addUser(username);// 后置增强：记录方法执行结果System.out.println("[日志] addUser执行完成");}@Overridepublic void deleteUser(Long userId) {System.out.println("[日志] 开始执行deleteUser，参数：" + userId);target.deleteUser(userId);System.out.println("[日志] deleteUser执行完成");}
}
步骤4：使用代理对象
public class Client {public static void main(String[] args) {// 创建真实对象UserService realService = new UserServiceImpl();// 创建代理对象，传入真实对象UserService proxyService = new UserServiceStaticProxy(realService);// 通过代理对象调用方法（自动触发日志）proxyService.addUser("张三");proxyService.deleteUser(1L);}
}
2. 静态代理的特点

  • ​​优点​​：

    • 实现简单，逻辑清晰，适合新手理解代理模式；
    • 编译期生成代理类，运行时无额外性能损耗（反射调用比直接调用慢，但静态代理无反射）。

  • ​​缺点​​：

    • ​​强耦合​​：代理类与被代理类必须实现相同接口，若接口新增方法，代理类需同步修改；
    • ​​可维护性差​​：每个被代理类都需要单独编写代理类（如OrderService需OrderServiceStaticProxy），代码冗余；
    • ​​扩展性低​​：无法动态切换被代理对象或动态添加新的增强逻辑。

三、动态代理：运行时生成的“万能助手”

动态代理的核心是​​代理类在运行时动态生成​​，无需手动编写。它通过反射机制拦截方法调用，并在运行时将增强逻辑织入目标方法。Java中主流的动态代理实现有两种：​​JDK动态代理​​和​​CGLIB动态代理​​。

1. JDK动态代理：基于接口的“轻量级代理”

JDK动态代理是Java标准库提供的内置代理机制（java.lang.reflect.Proxy），其原理是通过反射生成一个实现目标接口的代理类，并将方法调用转发到InvocationHandler处理器中。

核心组件
  • InvocationHandler：代理对象的方法调用处理器，所有通过代理对象发起的方法调用都会被转发到此处；
  • Proxy：用于生成代理类实例的工具类。
实现步骤（以UserService日志代理为例）
步骤1：定义业务接口（同静态代理）
public interface UserService {void addUser(String username);void deleteUser(Long userId);
}
步骤2：实现真实业务类（同静态代理）
public class UserServiceImpl implements UserService { ... }
步骤3：编写InvocationHandler

InvocationHandler的invoke方法是核心，负责拦截所有代理对象的方法调用，并添加增强逻辑：

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;public class LogInvocationHandler implements InvocationHandler {// 持有被代理对象的引用private final Object target;public LogInvocationHandler(Object target) {this.target = target;}@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {// 前置增强：记录方法调用信息String methodName = method.getName();System.out.println("[日志] 开始执行" + methodName + "，参数：" + String.join(",", toString(args)));// 调用真实对象的方法（核心逻辑）Object result = method.invoke(target, args);// 后置增强：记录方法执行完成System.out.println("[日志] " + methodName + "执行完成");return result;}// 辅助方法：将参数数组转为字符串private String toString(Object[] args) {if (args == null) return "无";StringBuilder sb = new StringBuilder();for (int i = 0; i < args.length; i++) {sb.append(args[i]);if (i != args.length - 1) sb.append(",");}return sb.toString();}
}
步骤4：生成代理对象并使用

通过Proxy.newProxyInstance方法动态生成代理类实例：

import java.lang.reflect.Proxy;public class Client {public static void main(String[] args) {// 真实对象UserService realService = new UserServiceImpl();// 创建InvocationHandler，绑定真实对象InvocationHandler handler = new LogInvocationHandler(realService);// 动态生成代理对象（类型为UserService）UserService proxyService = (UserService) Proxy.newProxyInstance(UserService.class.getClassLoader(), // 类加载器new Class<?>[]{UserService.class},  // 代理需要实现的接口handler                             // 方法调用处理器);// 通过代理对象调用方法（自动触发日志）proxyService.addUser("李四");proxyService.deleteUser(2L);}
}
输出结果
[日志] 开始执行addUser，参数：李四
添加用户：李四
[日志] addUser执行完成
[日志] 开始执行deleteUser，参数：2
删除用户，ID：2
[日志] deleteUser执行完成
2. CGLIB动态代理：基于继承的“全能代理”

JDK动态代理的局限性在于​​只能代理接口​​，若目标类未实现接口（如直接定义的class），则无法使用。此时可使用CGLIB（Code Generation Library），它通过​​继承目标类​​生成子类作为代理，从而实现对无接口类的代理。

核心依赖

需引入CGLIB库（Maven坐标：cglib:cglib:3.3.0）。

实现步骤（以无接口的OrderService为例）
步骤1：定义无接口的真实类
public class OrderService {public void createOrder(Long userId, String product) {System.out.println("创建订单：用户" + userId + "购买" + product);}
}
步骤2：编写MethodInterceptor（方法拦截器）

CGLIB通过MethodInterceptor拦截所有方法调用：

import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;import java.lang.reflect.Method;public class LogMethodInterceptor implements MethodInterceptor {@Overridepublic Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {// 前置增强System.out.println("[CGLIB日志] 开始执行" + method.getName() + "，参数：" + String.join(",", toString(args)));// 调用真实对象的方法（通过MethodProxy，避免递归调用）Object result = proxy.invokeSuper(obj, args);// 后置增强System.out.println("[CGLIB日志] " + method.getName() + "执行完成");return result;}private String toString(Object[] args) {if (args == null) return "无";StringBuilder sb = new StringBuilder();for (int i = 0; i < args.length; i++) {sb.append(args[i]);if (i != args.length - 1) sb.append(",");}return sb.toString();}
}
步骤3：生成代理对象并使用

通过Enhancer类生成代理类：

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;public class Client {public static void main(String[] args) {// 真实对象OrderService realService = new OrderService();// 创建Enhancer，设置父类（目标类）Enhancer enhancer = new Enhancer();enhancer.setSuperclass(OrderService.class);// 设置方法拦截器enhancer.setCallback(new LogMethodInterceptor());// 生成代理对象（类型为OrderService的子类）OrderService proxyService = (OrderService) enhancer.create();// 调用代理方法（触发日志）proxyService.createOrder(100L, "手机");}
}
输出结果
[CGLIB日志] 开始执行createOrder，参数：100,手机
创建订单：用户100购买手机
[CGLIB日志] createOrder执行完成
3. 动态代理的对比与选择
特性JDK动态代理CGLIB动态代理
​​代理方式​​基于接口，生成接口的实现类基于继承，生成目标类的子类
​​目标类要求​​必须实现至少一个接口可以是任意类（包括无接口的类）
​​性能​​反射调用，略慢于CGLIB（JDK8+后差距缩小）基于继承，方法调用更快（但生成子类耗时）
​​适用场景​​接口稳定的业务类（如Spring的Service）无接口的类（如工具类、第三方库类）
​​扩展限制​​无法代理接口中未声明的方法可以代理目标类的所有方法（包括私有方法？需注意访问权限）

四、静态代理 vs 动态代理：核心差异总结

维度静态代理动态代理
​​代理类生成时机​​编译期（手动/工具生成）运行期（动态生成字节码）
​​代码侵入性​​需为每个被代理类编写代理类无需手动编写代理类，通用性强
​​维护成本​​高（接口变更需同步修改代理类）低（仅需调整InvocationHandler）
​​扩展性​​差（无法动态代理新类）强（一个代理可代理多个类/接口）
​​适用场景​​接口稳定、代理逻辑简单的场景接口多变、需要批量代理或AOP的场景

五、实际应用场景建议

  • ​​静态代理​​：适合小型项目或代理逻辑非常固定的场景（如单个类的日志/校验），优点是代码直观，易于调试。
  • ​​JDK动态代理​​：适合基于接口的Spring Service层（90%的Java业务系统采用接口设计），配合Spring AOP实现事务管理、权限控制等功能。
  • ​​CGLIB动态代理​​：适合代理无接口的类（如MyBatis的Mapper接口本质是接口，仍用JDK代理；但某些工具类可能未实现接口），或需要对类的所有方法（包括私有方法）进行代理的场景（需注意CGLIB通过继承实现，私有方法无法被重写，实际仍调用父类方法）。

总结

静态代理是代理模式的“入门版”，通过手动编写代理类实现功能扩展，适合简单场景；动态代理则是“进阶版”，通过反射或字节码生成技术，在运行时动态创建代理类，解决了静态代理的代码冗余和维护问题，是框架（如Spring AOP）的核心实现技术。理解两者的差异，有助于在实际开发中根据需求选择合适的代理方式，提升代码的可维护性和扩展性。

http://www.dtcms.com/a/334731.html

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