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动态代理-JDK动态代理的内部实现
阅读量:7203 次
发布时间:2019-06-29

本文共 11294 字,大约阅读时间需要 37 分钟。

hot3.png

0.一个简单的JDK动态代理的例子

创建代理类接口

public interface ProxyInterface {    public String proxy(String username);}

创建接口的实现

public class ProxyClass implements ProxyInterface {    public String proxy(String username) {        System.out.println("....processor....");        return String.format("Hello Proxy : %s", username);    }}

实现一个InvocationHandler

public class ProxyInvocationHandler implements InvocationHandler {    private Object target;    public ProxyInvocationHandler(Object target) {        this.target = target;    }    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {        System.out.println("---Before---Method Name:" + method.getName());        Object retVal = method.invoke(target, args);        System.out.println("---After---Return Value:" + retVal);        return retVal;    }}

使用动态代理执行被代理类的方法

public class Main {    public static void main(String[] args) {        ProxyInvocationHandler proxyInvocationHandler = new ProxyInvocationHandler(new ProxyClass());        ProxyInterface proxy = (ProxyInterface) Proxy.newProxyInstance(Main.class.getClassLoader(), new Class[]{ProxyInterface.class}, proxyInvocationHandler);        proxy.proxy("sage");    }}

查看输出结果

---Before---Method Name:proxy....processor....---After---Return Value:Hello Proxy : sage

1.JDK动态代理的源码实现

    我们从上面的代码可以看出,JDK动态代理的使用非常简单,只需要调用Proxy.newProxyInstance方法即可,我们就从这里入手看一下JDK动态代理的源码实现.下面的代码,没有特殊说明,都是在Proxy类中~

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); } /* * 查找或生成动态代理类.(JDK如果在缓存中已经找到生成的动态代理类,会直接返回) */ Class
cl = getProxyClass0(loader, intfs); /* * 使用我们的InvocationHandler作为新生成的代理类的构造方法的参数,来获取代理类的实例 */ 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
() { 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); } }

    在这里最重要的地方就是注释的两个地方:

  • getProxyClass0
  • 使用InvocationHandler生成代理类的实例

1.1 getProxyClass0()

private static Class
getProxyClass0(ClassLoader loader, Class
... interfaces) { //检查被代理类的接口数量,不能多于65535,问题是...谁会写那么多接口... if (interfaces.length > 65535) { throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded"); } //JDK对生成的动态代理类进行了缓存,如果已经存在了相应的代理类,就直接返回,提高了性能 return proxyClassCache.get(loader, interfaces);}

    下面我们来看一下proxyClassCache,具体的缓存方式我就不详说了,就来看一下这个proxyClassCache是如何创建的吧,这里有一个很重要的东西.

private static final WeakCache
[], Class
> proxyClassCache = new WeakCache<>(new KeyFactory(), new ProxyClassFactory());

    这里面使用了ProxyClassFactory来生成代理类,我们来看一下这个类的源码:ProxyClassFactory是Proxy的静态内部类.

private static final class ProxyClassFactory        implements BiFunction
[], Class
> { // 所有动态代理类的前缀都以 $Proxy 开头 private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy"; // 用于生成代理类名字的计数器,也就是说,所有代理类的名字模式都一样,使用计数器来分别 private static final AtomicLong nextUniqueNumber = new AtomicLong(); @Override public Class
apply(ClassLoader loader, Class
[] interfaces) { //代理类的接口校验逻辑,不是很重要.... Map
, Boolean> interfaceSet = new IdentityHashMap<>(interfaces.length); for (Class
intf : interfaces) { /* * Verify that the class loader resolves the name of this * interface to the same Class object. */ } //代理类的包名 String proxyPkg = null; int accessFlags = Modifier.PUBLIC | Modifier.FINAL; //如果接口不是public的,那么生成代理类的包名和被代理类的包名相同 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"); } } } //如果在上面的逻辑中没有设置生成代理类的包名,则指定默认值:com.sun.proxy. if (proxyPkg == null) { // if no non-public proxy interfaces, use com.sun.proxy package proxyPkg = ReflectUtil.PROXY_PACKAGE + "."; } //计数器增加,生成代理类的类名 long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement(); String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num; //生成代理类的核心逻辑,这段代码木有开源,我们一会儿可以反编译看一下大概的内容 byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass( proxyName, interfaces, accessFlags); try { return defineClass0(loader, proxyName, proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length); } catch (ClassFormatError e) { /* * A ClassFormatError here means that (barring bugs in the * proxy class generation code) there was some other * invalid aspect of the arguments supplied to the proxy * class creation (such as virtual machine limitations * exceeded). */ throw new IllegalArgumentException(e.toString()); } } }

1.2 ProxyGenerator.generateProxyClass()

    因为这个类是没有开源的,所以我们就大致来看一下这个方法的内容:

public static byte[] generateProxyClass(final String var0, Class
[] var1, int var2) { ProxyGenerator var3 = new ProxyGenerator(var0, var1, var2); final byte[] var4 = var3.generateClassFile(); if(saveGeneratedFiles) {//这里是判断是否将生成的动态代理类保存到本地 AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction() { public Void run() { try { int var1 = var0.lastIndexOf(46); Path var2; if(var1 > 0) { Path var3 = Paths.get(var0.substring(0, var1).replace('.', File.separatorChar), new String[0]); Files.createDirectories(var3, new FileAttribute[0]); var2 = var3.resolve(var0.substring(var1 + 1, var0.length()) + ".class"); } else { var2 = Paths.get(var0 + ".class", new String[0]); } Files.write(var2, var4, new OpenOption[0]); return null; } catch (IOException var4x) { throw new InternalError("I/O exception saving generated file: " + var4x); } } }); } return var4; }

saveGeneratedFiles:来判断是否将生成的动态代理类保存到本地的变量,是通过环境变量来判断的的.

sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles

2.通过实例查看生成的动态代理类

    还使用最开始的例子, 先在main方法的最开始配置环境变量:

System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");

    运行Main方法,然后进入com/sun/proxy包,查看一下生成的代理类:

public final class $Proxy0 extends Proxy implements ProxyInterface {    private static Method m1;    private static Method m2;    private static Method m3;    private static Method m0;    public $Proxy0(InvocationHandler var1) throws  {        super(var1);//就是将InvocationHandler赋值给Proxy的h变量    }    public final boolean equals(Object var1) throws  {        try {            return ((Boolean)super.h.invoke(this, m1, new Object[]{var1})).booleanValue();        } catch (RuntimeException | Error var3) {            throw var3;        } catch (Throwable var4) {            throw new UndeclaredThrowableException(var4);        }    }    public final String toString() throws  {        try {            return (String)super.h.invoke(this, m2, (Object[])null);        } catch (RuntimeException | Error var2) {            throw var2;        } catch (Throwable var3) {            throw new UndeclaredThrowableException(var3);        }    }    public final String proxy(String var1) throws  {        try {            return (String)super.h.invoke(this, m3, new Object[]{var1});        } catch (RuntimeException | Error var3) {            throw var3;        } catch (Throwable var4) {            throw new UndeclaredThrowableException(var4);        }    }    public final int hashCode() throws  {        try {            return ((Integer)super.h.invoke(this, m0, (Object[])null)).intValue();        } catch (RuntimeException | Error var2) {            throw var2;        } catch (Throwable var3) {            throw new UndeclaredThrowableException(var3);        }    }    static {        try {            m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[]{Class.forName("java.lang.Object")});            m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);            m3 = Class.forName("test.sage.proxy.ProxyInterface").getMethod("proxy", new Class[]{Class.forName("java.lang.String")});            m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);        } catch (NoSuchMethodException var2) {            throw new NoSuchMethodError(var2.getMessage());        } catch (ClassNotFoundException var3) {            throw new NoClassDefFoundError(var3.getMessage());        }    }}

    观察这个类的特点如下:

  • 生成的代理类继承了Proxy类,同时实现了代理接口.这就说明了为什么JDK动态代理只支持接口的原因,因为Java不支持多继承.
  • 提供了一个构造函数,传入InvocationHandler,并赋值给Proxy的h变量
  • 所有的方法,包括我们自己的方法,都只是简单的调用了invocationHandler的invoke方法.所以,我们的InvocationHandler其实都可以不用调用我们自己的方法,而执行别的逻辑.

3.总结

    通过上面的解析,我们可以总结出来:

  • JDK动态代理的类必须实现接口
  • 代理的增强类需要实现InvocationHandler
  • 通过Proxy.newProxyInstance来创建代理对象
  • 生成代理类的核心是:ProxyClassFactory,并通过saveGeneratedFiles来判断是否将动态代理的类生成到本地
  • 生成的代理类的包路径是com.sun.proxy,通过一个AtomicLong来进行类名的生成
  • 生成的代理类默认继承了Proxy类,并以我们自定义的InvocationHandler作为构造参数

转载于:https://my.oschina.net/u/267473/blog/736743

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