Java 靜態代理與動態代理深度解析：從手寫到 JDK Proxy 核心源碼

代理模式核心角色

• Subject (接口)：定義代理與被代理的公共契約
• RealSubject (被代理/委託類)：真正執行業務邏輯
• Proxy (代理類)：控制訪問、增強功能（日誌、事務、權限）

一、靜態代理：編譯期確定，一對一綁定

代碼結構

// 1. 公共接口
public interface Service {
    void add();
}

// 2. 被代理類
public class ServiceImpl implements Service {
    @Override
    public void add() {
        System.out.println("執行添加用戶業務...");
    }
}

// 3. 代理類（手寫，編譯期就存在 .class）
public class ServiceProxy implements Service {
    private final Service target;
    
    public ServiceProxy(Service target) {
        this.target = target;
    }
    
    @Override
    public void add() {
        System.out.println("[代理] 開啟事務");
        target.add();
        System.out.println("[代理] 提交事務");
    }
}

// 4. 測試
public class StaticProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
        Service target = new ServiceImpl();
        Service proxy = new ServiceProxy(target);
        proxy.add();
    }
}

痛點

• 一個接口對應一個代理類，接口多、方法多時代碼膨脹
• 接口新增方法，代理類、被代理類都要改，違背開閉原則

二、JDK 動態代理：運行時生成，一攬子解決

核心類

• java.lang.reflect.Proxy：代理類生成工廠
• java.lang.reflect.InvocationHandler：統一調用分發器

四步驟創建動態代理

// 1. 實現 InvocationHandler
public class ServiceInvocationHandler implements InvocationHandler {
    private final Object target;
    
    public ServiceInvocationHandler(Object target) {
        this.target = target;
    }
    
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("[動態代理] 方法執行前: " + method.getName());
        Object result = method.invoke(target, args); // 反射調用目標
        System.out.println("[動態代理] 方法執行後: " + method.getName());
        return result;
    }
}

// 2. 使用 Proxy.newProxyInstance 生成代理實例
public class DynamicProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
        Service target = new ServiceImpl();
        InvocationHandler handler = new ServiceInvocationHandler(target);
        
        // 關鍵三參數：類加載器、實現的接口數組、處理器
        Service proxy = (Service) Proxy.newProxyInstance(
            target.getClass().getClassLoader(),
            target.getClass().getInterfaces(),
            handler
        );
        
        proxy.add(); // 觸發 invoke()
    }
}

三、Proxy 核心源碼深度剖析 (JDK 8)

newProxyInstance 關鍵流程

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
                                      Class[] interfaces,
                                      InvocationHandler h) {
    // 1. 參數校驗
    Objects.requireNonNull(h);
    final Class[] intfs = interfaces.clone();
    // ... 安全檢查 ...
    
    // 2. 獲取/生成代理類 Class 對象（緩存機制）
    Class cl = getProxyClass0(loader, intfs);
    
    // 3. 獲取構造器（唯一參數為 InvocationHandler）
    final Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams);
    
    // 4. 實例化代理對象
    return cons.newInstance(new Object[]{h});
}

代理類生成邏輯

• 緩存：proxyClassCache 以 (ClassLoader, Interfaces[]) 為 Key，避免重複生成
• 命名：com.sun.proxy.$Proxy0、$Proxy1...
• 繼承關係：extends Proxy implements Interface1, Interface2...
• 方法實現：每個接口方法生成如下代碼：

  public final void add() throws {
      try {
          super.h.invoke(this, m0, null); // m0 為 Method 對象
      } catch (RuntimeException | Error e) { throw e; }
      catch (Throwable e) { throw new UndeclaredThrowableException(e); }
  }
  

if (method.isDefault()) {
    // 手動調用默認方法 (Java 8+)
    MethodHandle mh = MethodHandles.lookup()
        .findSpecial(target.getClass(), method.getName(), 
                     MethodType.methodType(method.getReturnType(), method.getParameterTypes()), target.getClass());
    return mh.bindTo(target).invokeWithArguments(args);
}