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Java 动态代理

战地春梦
 战地春梦
发布于 2016/07/12 11:23
字数 1449
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#Java 动态代理


##1.代理模式 首先了解下设计模式中的代理模式 定义: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,而代理对象可以在客户端和目标对象之间起到中介的作用。 UML类图: UML类图

代码:

//Subject 
public abstract class Subject {
public void methodA() {
}
public void methodB() {
}
}

//RealSubject
public class RealSubject extends Subject{

@Override
public void methodA() {
	System.out.println("this is methodA");
}

@Override
public void methodB() {
	System.out.println("this is methodB");
}
}

//Proxy
public class Proxy extends Subject{

private Subject subject;
public Proxy(Subject subject){
	this.subject=subject;
}
@Override
public void methodA() {
	System.out.println("before this methodA");
	subject.methodA();
}

@Override
public void methodB() {
	System.out.println("before this methodB");
	subject.methodB();
}
}

//Main
public class Main {
public static void main(String[] args){
	Proxy proxy =new Proxy(new RealSubject());
	proxy.methodA();
	proxy.methodB();
}
}

输出为: before this methodA

this is methodA

before this methodB

this is methodB

##2.JDK动态代理

###2.1了解 java.lang.reflect.Proxy类

		//代理类,它提供了一组静态方法来为一组接口动态地生成代理类及其对象。
		//静态变量
		//代理缓存
		 private static final WeakCache<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>>
    proxyClassCache = new WeakCache<>(new KeyFactory(), new ProxyClassFactory());
    
    
		// newProxyInstance 该方法用于为指定类装载器、一组接口及调用处理器生成动态代理类实例
	  public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h)  throws IllegalArgumentException
{
    Objects.requireNonNull(h);

    final Class<?>[] intfs = interfaces.clone();
    final SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
    if (sm != null) {
        checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs);
    }

    /*
     * Look up or generate the designated proxy class.
     */
     //生成代理class的地方
    Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);

    /*
     * Invoke its constructor with the designated invocation handler.
     */
     
     //利用反射,使用实现的InvocationHandler作为参数调用构造方法来获得代理类的实例
    try {
        if (sm != null) {
            checkNewProxyPermission(Reflection.getCallerClass(), cl);
        }

        final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams);
        final InvocationHandler ih = h;
        if (!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) {
            AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {
                public Void run() {
                    cons.setAccessible(true);
                    return null;
                }
            });
        }
        return cons.newInstance(new Object[]{h});
    } catch (IllegalAccessException|InstantiationException e) {
        throw new InternalError(e.toString(), e);
    } catch (InvocationTargetException e) {
        Throwable t = e.getCause();
        if (t instanceof RuntimeException) {
            throw (RuntimeException) t;
        } else {
            throw new InternalError(t.toString(), t);
        }
    } catch (NoSuchMethodException e) {
        throw new InternalError(e.toString(), e);
    }
}
	  
	  // getProxyClass 该方法用于获得Proxy的Class对象
	  public static Class<?> getProxyClass(ClassLoader loader,Class<?>... interfaces)    throws IllegalArgumentException
{
	//接口clone
    final Class<?>[] intfs = interfaces.clone();
    //安全管理器
    final SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
    //检查能否获取Class对象
    if (sm != null) {
        checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs);
    }
	//调用 getProxyClass0方法
    return getProxyClass0(loader, intfs);
}


// getProxyClass0

 private static Class<?> getProxyClass0(ClassLoader loader,Class<?>... interfaces) {
 
 	//首先接口的数目不能超过 65535
    if (interfaces.length > 65535) {
        throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");
    }
	
    // If the proxy class defined by the given loader implementing
    // the given interfaces exists, this will simply return the cached copy;
    // otherwise, it will create the proxy class via the ProxyClassFactory
    
    //JDK对代理进行了缓存,如果已经存在相应的代理类,则直接返回,否则才会通过ProxyClassFactory来创建代理
    return proxyClassCache.get(loader, interfaces);
}

//静态内部类
//ProxyClassFactory

 private static final class ProxyClassFactory
    implements BiFunction<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>>
{
    // 所有代理类名字的前缀
    private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy";

   	// 用于生成代理类名字的计数器
    private static final AtomicLong nextUniqueNumber = new AtomicLong();

    @Override
    public Class<?> apply(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces) {

        Map<Class<?>, Boolean> interfaceSet = new IdentityHashMap<>(interfaces.length);
        for (Class<?> intf : interfaces) {
            Class<?> interfaceClass = null;
            try {
                interfaceClass = Class.forName(intf.getName(), false, loader);
            } catch (ClassNotFoundException e) {
            }
            if (interfaceClass != intf) {
                throw new IllegalArgumentException(
                    intf + " is not visible from class loader");
            }
            
            if (!interfaceClass.isInterface()) {
                throw new IllegalArgumentException(
                    interfaceClass.getName() + " is not an interface");
            }
                           if (interfaceSet.put(interfaceClass, Boolean.TRUE) != null) {
                throw new IllegalArgumentException(
                    "repeated interface: " + interfaceClass.getName());
            }
        }

        String proxyPkg = null;     // package to define proxy class in
        int accessFlags = Modifier.PUBLIC | Modifier.FINAL;
		 
		 // 对于非公共接口,代理类的包名与接口的相同
        for (Class<?> intf : interfaces) {
            int flags = intf.getModifiers();
            if (!Modifier.isPublic(flags)) {
                accessFlags = Modifier.FINAL;
                String name = intf.getName();
                int n = name.lastIndexOf('.');
                String pkg = ((n == -1) ? "" : name.substring(0, n + 1));
                if (proxyPkg == null) {
                    proxyPkg = pkg;
                } else if (!pkg.equals(proxyPkg)) {
                    throw new IllegalArgumentException(
                        "non-public interfaces from different packages");
                }
            }
        }
        
        // 对于公共接口的包名,默认为com.sun.proxy
        if (proxyPkg == null) {
            proxyPkg = ReflectUtil.PROXY_PACKAGE + ".";
        }

        long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement();
        String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;
        
		// 真正的生成代理类的字节码的地方
        byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(
            proxyName, interfaces, accessFlags);
        try {
        	// 根据二进制字节码返回相应的Class实例
            return defineClass0(loader, proxyName,
                                proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);
        } catch (ClassFormatError e) 
                        throw new IllegalArgumentException(e.toString());
        }
    }
}

###2.2了解java.lang.reflect.InvocationHandler类

	//处理器接口,自定义invoke方法,集中处理在动态代理对象上的调用,通常在该方法中实现对委托类的代理访问。
	//第一个参数为动态代理对象,第二个参数为委托对象,第三个对象为调用参数。
	public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)

###2.3代码实现

	//HelloWord
	public interface HelloWord {
public void sayHelloWorld();
}

	//HelloWordImpl
	public class HelloWordImpl implements HelloWord {
 public void sayHelloWorld() {
	         System.out.println("HelloWorld!");
	      }
}

//HelloWorldHandler
public class HelloWorldHandler implements InvocationHandler {

// 要代理的原始对象
private Object obj;

public HelloWorldHandler(Object obj) {
	super();
	this.obj = obj;
}

@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
	Object result = null;
	// 调用之前
	doBefore();
	// 调用原始对象的方法
	result = method.invoke(obj, args);
	// 调用之后
	doAfter();
	return result;
}

private void doBefore() {
	System.out.println("before method invoke");
}

private void doAfter() {
	System.out.println("after method invoke");
}
}

//Client
public class HelloWorldTest {
public static void main(String[] args) {
    HelloWord helloWorld=new HelloWordImpl();
    InvocationHandler handler=newHelloWorldHandler(helloWorld);
    
    //创建动态代理对象
    HelloWord proxy=(HelloWord)Proxy.newProxyInstance(
            helloWorld.getClass().getClassLoader(), 
            helloWorld.getClass().getInterfaces(), 
            handler);
    proxy.sayHelloWorld();
}
}

输出结果为:before method invoke

HelloWorld!

after method invoke

##3.CGLib动态代理

###3.1介绍: CGLib是通过生成java字节码从而动态的产生代理对象,因此需要字节码解析处理的依赖asm类库,字节码动态生成的代理对象实际上是继承了真实委托类的。这种实现方式需要导入cglib和asm的类库。 ###3.2原理: 通过字节码技术为一个类创建子类,并在子类中采用方法拦截的技术拦截所有父类方法的调用。 ###3.2代码实现:

//Tiger
public class Tiger{

public void run() {
	System.out.println("Tiger is running");
}
}

//CglibProxy

import java.lang.reflect.Method;

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;

public class CglibProxy implements MethodInterceptor {

public Object getProxyInstance(Class target) {
	// 声明增强类实例
	Enhancer enhancer = new Enhancer();
	   // 设置需要创建子类的类
    enhancer.setSuperclass(target);
    enhancer.setCallback(this);
    // 通过字节码技术动态创建子类实例
    return enhancer.create();
}

public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
	System.out.println("before");
	proxy.invokeSuper(obj, args);
	System.out.println("after");
	return null;
}
}

//Client
public class Client {

public static void main(String[] args) {  
	CglibProxy proxy = new CglibProxy();
    Tiger tiger = (Tiger)proxy.getProxyInstance(Tiger.class);
    tiger.run();
}  
}

输出为:before

Tiger is running

after

##4.JDK动态代理和CgLib动态代理比较

* JDK动态代理对有实现接口的对象做代理

* CgLib动态代理对对没有实现接口的普通类做代理

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