在软件开发中，代理模式（Proxy Pattern）是一种非常常见且强大的设计模式，它允许您为另一个对象提供一个替代品或占位符，以控制对这个对象的访问。代理模式的核心思想是在不直接访问真实对象的情况下，通过代理对象来间接控制或增强真实对象的功能。在实际应用中，根据代理对象创建的时机和方式，代理模式可以分为两大类：静态代理和动态代理。
本文将带您深入探讨这两种代理方式的定义、工作原理、优缺点、实现方式及其在实际开发中的应用场景，帮助您理解它们的异同，并根据项目需求做出明智的选择。
深入理解代理模式：静态与动态的奥秘
代理模式概述
代理模式属于结构型设计模式，它的主要目的是为对象提供一个代理，以便在不修改原始对象的基础上，增加一些额外的功能或进行控制。代理模式通常由以下角色组成：
抽象主题（Subject）：定义了真实主题和代理主题共同实现的接口，使得在任何可以使用真实主题的地方都可以使用代理主题。 真实主题（Real Subject）：也称为委托对象或目标对象，是业务逻辑的具体实现。 代理主题（Proxy）：持有真实主题的引用，并实现抽象主题接口。它可以在调用真实主题方法之前或之后执行额外的操作。代理模式的优势在于：
功能增强：可以在不修改原代码的情况下，为目标对象添加新功能，如日志记录、权限校验、性能监控、事务管理等。 职责分离：将核心业务逻辑与非核心的通用功能（如安全、事务）分离，提高代码的可维护性。 控制访问：可以在访问真实对象之前进行条件判断，控制对真实对象的访问。静态代理：编译期确定的代理
什么是静态代理？
静态代理，顾名思义，指的是代理类在程序运行之前就已经被编写好、编译好，并与真实主题类一起被编译成class文件。代理类和真实主题类通常会实现同一个接口，或者代理类继承真实主题类。这种代理方式的特点是，代理类在编译阶段就被确定，是硬编码的形式。
静态代理的工作原理
定义共同接口：首先，需要定义一个接口，包含真实主题和代理主题共同的方法。 实现真实主题类：真实主题类实现该接口，并提供具体的业务逻辑。 编写代理类：手动编写一个代理类，也实现相同的接口。在代理类内部，会持有一个真实主题对象的引用。代理类的方法中，除了调用真实主题对应的方法外，还可以添加前置处理、后置处理等增强逻辑。示例场景：假设有一个UserService接口及其实现UserServiceImpl。为了在调用UserServiceImpl的方法前后打印日志，我们可以手动创建一个UserServiceProxy类。
静态代理的优缺点
优点： 实现简单：代理类的逻辑相对直观，容易理解和实现。 性能开销小：由于代理类是编译期就确定的，没有运行时生成代理类的开销，因此调用效率高，性能损耗小。 易于调试：代理类和真实主题类都是明确存在的，调试时易于跟踪代码流程。 缺点： 代理类膨胀：一个真实主题类可能需要多个代理类（例如，一个用于日志，一个用于事务），或者一个接口中的方法增加，代理类也需要同步修改，导致代理类数量剧增，难以维护。 不灵活：如果接口发生变化（增加、删除、修改方法），所有相关的代理类都需要手动修改。 耦合度高：代理类与真实主题类在编译时就确定了关系，高度耦合。静态代理的应用场景
由于静态代理的缺点，它通常适用于以下场景：
功能简单且固定：当代理的需求比较简单，且真实主题类和接口的变化不频繁时。 代理数量有限：需要代理的类或接口数量不多时。 性能要求极高：不希望有任何运行时生成代码的开销。例如，为某个特定服务添加简单的缓存、日志记录或权限校验等。
动态代理：运行时生成的魔法
什么是动态代理？
动态代理，与静态代理相对，是指代理类在程序运行时动态生成。它无需开发者手动编写代理类，而是通过反射机制或其他代码生成技术，在运行时根据接口或类的信息生成代理对象的字节码，并加载到JVM中。这样可以大大减少代理类的数量，提高代码的灵活性和可维护性。
动态代理的工作原理
动态代理的核心思想是“在运行时创建代理对象”。通常，动态代理的实现需要一个“调用处理器”（Invocation Handler，如JDK动态代理中的InvocationHandler接口或CGLIB中的MethodInterceptor接口）。当代理对象的方法被调用时，实际执行的是这个调用处理器中的invoke()方法（或其他类似方法），在这个方法中，我们可以实现对真实主题方法的增强逻辑，然后再调用真实主题的对应方法。
动态代理的分类及实现
目前主流的动态代理实现方式主要有两种：
1. JDK 动态代理JDK 动态代理是Java语言自带的一种动态代理机制，它利用Java反射机制实现。它的主要特点是：
基于接口：JDK 动态代理只能为实现了接口的类创建代理。如果目标对象没有实现任何接口，JDK 动态代理则无法为其创建代理。 关键类： java.lang.reflect.Proxy：用于创建代理对象的类。它提供了一个静态方法newProxyInstance()来生成代理实例。 java.lang.reflect.InvocationHandler：这是一个接口，代理类在调用真实对象的方法时，会回调这个接口的invoke()方法。开发者需要实现这个接口，并在invoke()方法中编写增强逻辑。工作流程：当通过Proxy.newProxyInstance()方法创建一个代理对象时，JDK会在内存中动态生成一个代理类的字节码，并加载到JVM中。这个代理类实现了目标对象所实现的接口，并重写了接口中的所有方法。当调用代理对象的方法时，这些方法会被转发到InvocationHandler的invoke()方法中，由invoke()方法决定如何处理。
2. CGLIB 动态代理CGLIB（Code Generation Library）是一个强大的、高性能的字节码生成库，它可以在运行时扩展Java类和实现Java接口。CGLIB 动态代理的主要特点是：
基于继承：CGLIB 通过继承目标类来创建代理类。这意味着它可以代理没有实现接口的类。 无需接口：这是CGLIB与JDK动态代理最显著的区别。 关键类： net.sf.cglib.proxy.Enhancer：用于生成代理类，类似于JDK的Proxy。 net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor：这是一个接口，类似于JDK的InvocationHandler。当代理对象的方法被调用时，会回调这个接口的intercept()方法。工作流程：CGLIB 使用字节码增强技术（ASM库）来生成目标类的子类。这个子类就是代理类，它重写了目标类的所有非final方法。当调用代理对象的方法时，这些方法会被CGLIB截取，然后转发到MethodInterceptor的intercept()方法中，由intercept()方法实现增强逻辑。
CGLIB 限制：由于CGLIB是基于继承的，因此不能代理被final修饰的类或方法，因为final类不能被继承，final方法不能被重写。
动态代理的优缺点
优点： 灵活性高：无需手动编写代理类，代理类的生成在运行时完成，大大减少了代码量，提高了开发效率。 维护性好：当接口或类发生变化时，不需要修改代理类的代码，只需修改InvocationHandler或MethodInterceptor中的逻辑即可。 可复用性强：一个InvocationHandler或MethodInterceptor可以为多个不同的目标对象提供通用的增强逻辑。 支持AOP：是实现面向切面编程（AOP）的核心技术，广泛应用于Spring框架的事务管理、日志记录、权限控制等方面。 缺点： 性能开销：在运行时生成代理类和使用反射调用方法，会带来一定的性能开销。相较于静态代理，动态代理的性能略低。 调试复杂：由于代理类是运行时生成的，没有源码，调试时可能相对复杂。 限制条件：JDK动态代理要求目标对象必须实现接口；CGLIB动态代理不能代理final类或final方法。动态代理的应用场景
动态代理的强大灵活性使其在现代企业级应用中无处不在：
AOP（面向切面编程）框架：如Spring AOP，通过动态代理实现事务管理、日志记录、安全检查、性能监控等横切关注点。 RPC（远程过程调用）框架：如Dubbo，客户端通过动态代理调用远程服务，底层屏蔽了网络通信细节。 ORM（对象关系映射）框架：如MyBatis，通过动态代理生成Mapper接口的实现类。 Java EE组件：如EJB中的拦截器。 单元测试框架：用于Mock对象。动态代理与静态代理的核心区别
理解了静态代理和动态代理各自的特点后，我们可以总结出它们之间的关键差异：
生成时机 静态代理：在编译期就确定并生成代理类。 动态代理：在程序运行时动态生成代理类字节码并加载到JVM。 实现方式 静态代理：开发者手动编写代理类，通常实现与真实主题相同的接口或继承真实主题。 动态代理： JDK动态代理：通过java.lang.reflect.Proxy和InvocationHandler基于接口实现。 CGLIB动态代理：通过net.sf.cglib.proxy.Enhancer和MethodInterceptor基于继承实现。 代理对象数量 静态代理：通常一个真实主题类对应一个或多个代理类，接口方法增多时，代理类也会相应修改，导致代理类数量膨胀。 动态代理：只需要一个InvocationHandler或MethodInterceptor的实现，就可以代理任意多个符合条件的真实主题类，且无需关心接口或方法的增减。 灵活性与维护性 静态代理：灵活性差，维护成本高，当业务需求或接口变化时，需要修改大量代理类。 动态代理：灵活性高，维护成本低，通过统一的处理器处理所有代理逻辑，易于扩展和修改。 性能 静态代理：编译期确定，直接调用，性能开销小。 动态代理：运行时生成字节码和使用反射，性能开销相对静态代理略大。但在现代JVM优化下，通常可以忽略不计，且CGLIB通常比JDK动态代理性能稍好。 耦合度 静态代理：代理类与真实主题类高度耦合。 动态代理：代理逻辑与真实主题类解耦，通过配置或注解即可实现功能的织入。 适用场景 静态代理：简单、功能固定、代理数量少、对性能要求极高的场景。 动态代理：复杂、功能可变、代理数量多、需要实现AOP、RPC、ORM等高级功能的场景。如何选择：最佳实践
在实际开发中，选择静态代理还是动态代理，取决于具体的业务需求和场景：
优先考虑动态代理在大多数现代企业级应用中，动态代理是首选。它的高灵活性、低维护成本以及对AOP的良好支持，使其成为处理横切关注点（如事务、日志、权限）的理想选择。Spring框架就广泛依赖动态代理来实现其核心功能。
JDK动态代理 vs. CGLIB动态代理 如果目标对象实现了接口，且您更倾向于使用Java标准库提供的功能，那么JDK动态代理是简单直接的选择。 如果目标对象没有实现接口，或者您需要代理的是一个具体的类，那么CGLIB动态代理是唯一的选择（除非您修改目标类让它实现接口）。CGLIB在性能上通常也略优于JDK动态代理，但会引入第三方库依赖。 Spring AOP 的默认策略：如果目标对象实现了接口，Spring 默认使用 JDK 动态代理。如果目标对象没有实现接口，Spring 会使用 CGLIB 动态代理。您也可以强制 Spring 使用 CGLIB。 静态代理的适用场景只有在以下情况才考虑静态代理：
项目规模极小，代理逻辑非常简单且固定，无需频繁变动。 对运行时性能有极其严苛的要求，希望避免任何反射或字节码生成的开销。 出于某些特殊原因，无法引入动态代理所需的依赖或技术。常见问题 (FAQ)
1. 为什么叫“动态”代理？
“动态”指的是代理类是在程序运行时根据需要动态生成的，而不是像静态代理那样在编译期就固定写死的。这种运行时生成能力赋予了它极高的灵活性。
2. 动态代理有没有性能损耗？
有，相比于直接调用真实对象或静态代理，动态代理会因为反射调用和字节码生成而产生一定的性能开销。但是，在大部分业务场景下，这种开销通常可以忽略不计，现代JVM对反射和字节码生成都有很好的优化。只有在极高并发、对性能要求达到纳秒级别的场景下才需要特别关注。
3. Spring AOP 用的是哪种代理？
Spring AOP 默认根据情况选择：
如果目标对象实现了接口，Spring 默认使用 JDK 动态代理。 如果目标对象没有实现接口（或者配置强制使用CGLIB），Spring 会使用 CGLIB 动态代理。Spring 优先使用 JDK 动态代理，因为它无需引入额外的库，且是Java自带的功能。
4. 动态代理能代理 final 类或方法吗？
JDK 动态代理：可以代理 final 类，但前提是这个 final 类实现了接口，因为JDK代理是基于接口的。它不能代理 final 方法，因为它不涉及重写方法。 CGLIB 动态代理：不能代理 final 类或 final 方法。因为 CGLIB 是通过继承目标类并重写其方法来创建代理的，而 final 类不能被继承，final 方法不能被重写。总结
静态代理和动态代理都是实现代理模式的有效手段，但它们在生成时机、实现方式、灵活性和适用场景上有着显著差异。静态代理简单直观，但扩展性差；动态代理灵活强大，是实现AOP等高级功能的核心。在现代Java应用开发中，动态代理因其出色的灵活性和可维护性而占据主导地位，尤其是在Spring等框架中得到了广泛应用。理解这两种代理方式的原理与区别，对于编写高质量、易于扩展和维护的Java应用程序至关重要。
希望本文能帮助您深入理解动态代理和静态代理，并在您的开发实践中做出最合适的选择。
