详解 java 动态代理机制以及使用场景 (一)
看到一篇非常好的有关讲解Java动态原理代理机制的文章，特此转载过来。
说起java动态代理，在我刚开始学java时对这项技术也是十分困惑，明明可以直接调通的对象方法为什么还要使用动态代理？随着学习的不断深入和工作经验的积累，慢慢的体会并理解了java动态代理机制。昨天再给公司新同事做技术培训时有同学就对动态代理产生了疑问，我这里梳理一遍一并记录一下，方便大家查看对自己也是加深记忆。
(1)什么是代理？
大道理上讲代理是一种软件设计模式，目的地希望能做到代码重用。具体上讲，代理这种设计模式是通过不直接访问被代理对象的方式，而访问被代理对象的方法。这个就好比 商户---->明星经纪人(代理)---->明星这种模式。我们可以不通过直接与明星对话的情况下，而通过明星经纪人(代理)与其产生间接对话。
(2)什么情况下使用代理？
(1)设计模式中有一个设计原则是开闭原则，是说对修改关闭对扩展开放，我们在工作中有时会接手很多前人的代码，里面代码逻辑让人摸不着头脑(sometimes the code is really like shit)，这时就很难去下手修改代码，那么这时我们就可以通过代理对类进行增强。
(2)我们在使用RPC框架的时候，框架本身并不能提前知道各个业务方要调用哪些接口的哪些方法 。那么这个时候，就可用通过动态代理的方式来建立一个中间人给客户端使用，也方便框架进行搭建逻辑，某种程度上也是客户端代码和框架松耦合的一种表现。
(3)Spring的AOP机制就是采用动态代理的机制来实现切面编程。
(3)静态代理和动态代理
我们根据加载被代理类的时机不同，将代理分为静态代理和动态代理。如果我们在代码编译时就确定了被代理的类是哪一个，那么就可以直接使用静态代理；如果不能确定，那么可以使用类的动态加载机制，在代码运行期间加载被代理的类这就是动态代理，比如RPC框架和Spring AOP机制。
(4)静态代理
我们先创建一个接口，遗憾的是java api代理机制求被代理类必须要实现某个接口，对于静态代理方式代理类也要实现和被代理类相同的接口；对于动态代理代理类则不需要显示的实现被代理类所实现的接口。
/**
* 顶层接口
* @author yujie.wang
*
*/
public interface Person {
public void sayHello(String content, int age);
public void sayGoodBye(boolean seeAgin, double time);
}/**
* 需要被代理的类 实现了一个接口Person
* @author yujie.wang
*
*/
public class Student implements Person{
@Override
public void sayHello(String content, int age) {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("student say hello" + content + " "+ age);
}
@Override
public void sayGoodBye(boolean seeAgin, double time) {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("student sayGoodBye " + time + " "+ seeAgin);
}
}/**
* 静态代理，这个代理类也必须要实现和被代理类相同的Person接口
* @author yujie.wang
*
*/
public class ProxyTest implements Person{
private Person o;
public ProxyTest(Person o){
this.o = o;
}
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
//s为被代理的对象，某些情况下 我们不希望修改已有的代码，我们采用代理来间接访问
Student s = new Student();
//创建代理类对象
ProxyTest proxy = new ProxyTest(s);
//调用代理类对象的方法
proxy.sayHello("welcome to java", 20);
System.out.println("******");
//调用代理类对象的方法
proxy.sayGoodBye(true, 100);
}
@Override
public void sayHello(String content, int age) {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("ProxyTest sayHello begin");
//在代理类的方法中 间接访问被代理对象的方法
o.sayHello(content, age);
System.out.println("ProxyTest sayHello end");
}
@Override
public void sayGoodBye(boolean seeAgin, double time) {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("ProxyTest sayHello begin");
//在代理类的方法中 间接访问被代理对象的方法
o.sayGoodBye(seeAgin, time);
System.out.println("ProxyTest sayHello end");
}
}测试代码输出：
ProxyTest sayHello begin
student say hellowelcome to java 20
ProxyTest sayHello end
******
ProxyTest sayHello begin
student sayGoodBye 100.0 true
ProxyTest sayHello end静态代理看起来是比较简单的，没有什么问题只不过是在代理类中引入了被代理类的对象而已。
那么接下来我们看看动态代理。
(5)动态代理
我们先直接上动态代理的代码，之后再分析代码的行为，上面的Person接口和Student被代理类保持不变。
package com.example.aopproxy.moudle;
import com.example.aopproxy.service.Person;
import com.example.aopproxy.service.impl.Student;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
/**
* 要定义一个代理类的调用处理程序，每个代理类的调用处理程序都必须实现InvocationHandler接口，代理类如下：
*
* @author: kaiyi
* @create: 2020-10-17 12:10
*/
public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
private Object object;
public MyInvocationHandler(Object object) {
this.object = object;
}
/**
*
* @param proxy 代表 com.sun.proxy.$Proxy0真实的代理对象
* @param method
* @param args
* @return
* @throws Throwable
*/
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("MyInvocationHandler invoke begin");
System.out.println("proxy: "+ proxy.getClass().getName());
System.out.println("method: "+ method.getName());
for(Object o : args){
System.out.println("arg: "+ o);
}
// 使用反射
method.invoke(object, args);
System.out.println("MyInvocationHandler invoke end");
return null;
}
public static void main(String[] args) {
// 创建需要被代理的类
Student student = new Student();
System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles","true");
// 创建被代理类的委托类,之后想要调用被代理类的方法时，都会委托给这个类的invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)方法
// 代理对象的调用处理程序，我们将要代理的真实对象传入代理对象的调用处理的构造函数中，最终代理对象的调用处理程序会调用真实对象的方法
MyInvocationHandler handler = new MyInvocationHandler(student);
/**
* 通过Proxy类的newProxyInstance方法创建代理对象，我们来看下方法中的参数
* 第一个参数：handler.getClass().getClassLoader()，使用handler对象的classloader对象来加载我们的代理对象
* 第二个参数：student.getClass().getInterfaces()，这里为代理类提供的接口是真实对象实现的接口，这样代理对象就能像真实对象一样调用接口中的所有方法
* 第三个参数：handler，我们将代理对象关联到上面的InvocationHandler对象上
*/
System.out.println("==========ClassLoader ===========");
// sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
System.out.println(handler.getClass().getClassLoader());
System.out.println("========== END ===========");
Person proxy = (Person)Proxy.newProxyInstance(handler.getClass().getClassLoader(), student.getClass().getInterfaces(), handler);
//通过代理类调用 被代理类的方法
proxy.sayHello("Lily", 20);
proxy.sayGoodBye(true, 100);
System.out.println("end");
}
}
运行测试代码输出如下结果：
==========ClassLoader ===========
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
========== END ===========
MyInvocationHandler invoke begin
proxy: com.sun.proxy.$Proxy0
method: sayHello
arg: Lily
arg: 20
student say helloLily 20
MyInvocationHandler invoke end
MyInvocationHandler invoke begin
proxy: com.sun.proxy.$Proxy0
method: sayGoodBye
arg: true
arg: 100.0
student sayGoodBye 100.0 true
MyInvocationHandler invoke end
end
仔细分析上面的动态代理实现代码，我们看到这里涉及到java反射包下的一个接口InvocationHandler和一个类Proxy。
package java.lang.reflect;
public interface InvocationHandler {
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
throws Throwable;
}这个接口只有一个invoke方法，我们在通过代理类调用被代理类的方法时，最终都会委托给这个invoke方法执行，
//通过代理类调用 被代理类的方法
proxy.sayHello("yujie.wang", 20);
proxy.sayGoodBye(true, 100);所以我们就可以在这个invoke方法中对被代理类进行增强或做一些其他操作。
Proxy类的public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h)方法内部通过拼接字节码的方式来创建代理类，后面我会反编译出它所创建的代理类看看内容。
我们看这个方法的三个参数：
ClassLoader loader：指定一个动态加载代理类的类加载器Class<?>[] interfaces：指明被代理类实现的接口，之后我们通过拼接字节码生成的类才能知道调用哪些方法。InvocationHandler h：这是一个方法委托类，我们通过代理调用被代理类的方法时，就可以将方法名和方法参数都委托给这个委托类。
你看我们现在有了类加载器、类实现的接口、要调用方法的方法名和参数，那么我们就可以做很多事情了。
(6)反编译Proxy.newProxyInstance所创建的代理类
//这一句是生成代理类的class文件，前提是你需要在工程根目录下创建com/sun/proxy目录，不然会报找不到路径的io异常
System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles","true");我们在代码中加入上述代码，代码就会保存生成的代理类，名称为$Proxy0.class
通过jd-gui反编译代码如下，其中注释是我加上去的，默认生成的代理类文件为只读，不可修改。
package com.sun.proxy;
import com.yujie.proxy.dynamic.Person;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException;
/**
*代理类也实现了Person接口，看起来和静态代理的方式也会一样的
*同时代理类也继承了Proxy类
*/
public final class $Proxy0 extends Proxy implements Person{
private static Method m4;
private static Method m1;
private static Method m0;
private static Method m3;
private static Method m2;
public $Proxy0(InvocationHandler paramInvocationHandler)
throws
{
super(paramInvocationHandler);
}
//实现了Person接口的方法，这就是我们调用这个方法Proxy.newProxyInstance必须提供第二个参数的作用
public final void sayGoodBye(boolean paramBoolean, double paramDouble)
throws
{
try
{
// 我们看到通过调用代理类的方法时，最终方法都会委托给InvocationHandler实现类的invoke方法
// m4为代理类通过反射获得的Method
this.h.invoke(this, m4, new Object[] { Boolean.valueOf(paramBoolean), Double.valueOf(paramDouble) });
return;
}
catch (Error|RuntimeException localError)
{
throw localError;
}
catch (Throwable localThrowable)
{
throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
}
public final boolean equals(Object paramObject)
throws
{
try
{
return ((Boolean)this.h.invoke(this, m1, new Object[] { paramObject })).booleanValue();
}
catch (Error|RuntimeException localError)
{
throw localError;
}
catch (Throwable localThrowable)
{
throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
}
public final int hashCode()
throws
{
try
{
return ((Integer)this.h.invoke(this, m0, null)).intValue();
}
catch (Error|RuntimeException localError)
{
throw localError;
}
catch (Throwable localThrowable)
{
throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
}
//实现了Person接口的方法，这就是我们调用这个方法Proxy.newProxyInstance必须提供第二个参数的作用
public final void sayHello(String paramString, int paramInt)
throws
{
try
{
// 我们看到通过调用代理类的方法时，最终方法都会委托给InvocationHandler实现类的invoke方法
// m4为代理类通过反射获得的Method
this.h.invoke(this, m3, new Object[] { paramString, Integer.valueOf(paramInt) });
return;
}
catch (Error|RuntimeException localError)
{
throw localError;
}
catch (Throwable localThrowable)
{
throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
}
public final String toString()
throws
{
try
{
return (String)this.h.invoke(this, m2, null);
}
catch (Error|RuntimeException localError)
{
throw localError;
}
catch (Throwable localThrowable)
{
throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
}
static
{
try
{//代理类通过反射 获得的接口方法Method
m4 = Class.forName("com.yujie.proxy.dynamic.Person").getMethod("sayGoodBye", new Class[] { Boolean.TYPE, Double.TYPE });
m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] { Class.forName("java.lang.Object") });
m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);
//代理类通过反射 获得的接口方法Method
m3 = Class.forName("com.yujie.proxy.dynamic.Person").getMethod("sayHello", new Class[] { Class.forName("java.lang.String"), Integer.TYPE });
m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);
return;
}
catch (NoSuchMethodException localNoSuchMethodException)
{
throw new NoSuchMethodError(localNoSuchMethodException.getMessage());
}
catch (ClassNotFoundException localClassNotFoundException)
{
throw new NoClassDefFoundError(localClassNotFoundException.getMessage());
}
}
}`总结一下：
jdk的代理让我们在不直接访问某些对象的情况下，通过代理机制也可以访问被代理对象的方法，这种技术可以应用在很多地方比如RPC框架，Spring AOP机制，但是我们看到jdk的代理机制必须要求被代理类实现某个方法，这样在生成代理类的时候才能知道重新那些方法。这样一个没有实现任何接口的类就无法通过jdk的代理机制进行代理，当然解决方法是使用cglib的代理机制进行代理。
代理模式可以理解为实现同一个接口，然后对被代理类的功能的增强，实现原本类没有的功能，你可以去看下，aop里面的前置通知，后置通知，多写写代码就知道了。
通过上面的讲解和示例动态代理的原理及使用方法，在Spring中的两大核心IOC和AOP中的AOP(面向切面编程)的思想就是动态代理，在代理类的前面和后面加上不同的切面组成面向切面编程。
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