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面试题:Kotlin中动态代理的基本原理及简单实现

请简述Kotlin中动态代理的基本原理,并给出一个简单的使用动态代理实现日志记录的Kotlin代码示例。
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编程语言Kotlin

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Kotlin中动态代理基本原理

  1. 代理模式概念:代理模式是一种结构型设计模式,它允许通过代理对象来控制对真实对象的访问。代理对象持有对真实对象的引用,并在调用真实对象的方法前后执行额外的逻辑。
  2. 动态代理:在Kotlin中,动态代理是在运行时创建代理对象的机制。Java的java.lang.reflect.Proxy类提供了创建动态代理的能力,Kotlin基于Java平台也可以使用这一机制。其原理主要是通过反射在运行时生成一个实现了特定接口的代理类,该代理类中的方法调用会被重定向到一个InvocationHandler对象的invoke方法,在invoke方法中可以实现自定义的逻辑,如日志记录、权限检查等,然后再调用真实对象的相应方法。

代码示例

import java.lang.reflect.InvocationHandler
import java.lang.reflect.Method
import java.lang.reflect.Proxy

// 定义接口
interface MathOperation {
    fun add(a: Int, b: Int): Int
    fun subtract(a: Int, b: Int): Int
}

// 真实对象实现接口
class MathOperationImpl : MathOperation {
    override fun add(a: Int, b: Int): Int {
        return a + b
    }

    override fun subtract(a: Int, b: Int): Int {
        return a - b
    }
}

// 实现InvocationHandler
class LoggingInvocationHandler(private val target: MathOperation) : InvocationHandler {
    override fun invoke(proxy: Any, method: Method, args: Array<out Any>): Any {
        println("Calling method ${method.name} with args: ${args.contentToString()}")
        val result = method.invoke(target, *args)
        println("Method ${method.name} returned: $result")
        return result
    }
}

// 创建动态代理的工厂方法
fun createMathOperationProxy(): MathOperation {
    val target = MathOperationImpl()
    val handler = LoggingInvocationHandler(target)
    return Proxy.newProxyInstance(
        target.javaClass.classLoader,
        target.javaClass.interfaces,
        handler
    ) as MathOperation
}

fun main() {
    val proxy = createMathOperationProxy()
    val sum = proxy.add(3, 5)
    val difference = proxy.subtract(10, 7)
}

在上述代码中:

  1. 首先定义了MathOperation接口和实现该接口的MathOperationImpl类。
  2. 然后创建了LoggingInvocationHandler类,它实现了InvocationHandler接口,在invoke方法中实现了日志记录逻辑,并调用真实对象的方法。
  3. createMathOperationProxy方法使用Proxy.newProxyInstance创建动态代理对象,该方法接受类加载器、接口数组和InvocationHandler实例作为参数。
  4. main函数中,通过代理对象调用addsubtract方法,会触发日志记录。