十分鐘學(xué)會JDK動態(tài)代理及原理

相信大家多多少少對靜態(tài)代理動態(tài)代理有所了解,我今天著重來說一下JDK動態(tài)代理,目前流行的動態(tài)代理實現(xiàn)有兩種,一種是JDK動態(tài)代理,一種是cglib動態(tài)代理,JDK是使用反射原理來實現(xiàn)的,cglib是ASM字節(jié)碼,所以cglib要比JDK動態(tài)代理性能好。。。

我們今天來學(xué)JDK動態(tài)代理的原因是先接觸一下動態(tài)代理

下邊是我建的一個測試案例

package com.fyd.test;

import org.junit.Test;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;

import java.lang.reflect.Method;

import java.lang.reflect.Proxy;

/**

* @Description :

* @Author :付亞東

* @Date :2019/8/19

**/

public class TestProxy {

/***

* 代理生成類

*/

class ProxyInvocationHandler implements InvocationHandler{

private Object target;

public ProxyInvocationHandler(Object target){

this.target=target;

}

@Override

public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {

System.out.println("jdk動態(tài)代理 開始。。。");

Object result = method.invoke(target,args);

System.out.println("jdk動態(tài)代理 結(jié)束。。。");

return result;

}

}

interface Busi{

public void insertData();

}

/***

* 業(yè)務(wù)類

*/

class BusiImpl implements Busi{

@Override

public void insertData(){

System.out.println("數(shù)據(jù)庫插入一條數(shù)據(jù)。。");

}

}

/***

* 測試

* @param args

*/

@Test

public void test() {

//第一步,拿到業(yè)務(wù)類的對象,我這里直接new了

Busi busi=new BusiImpl();

//第二步,拿到該對象的類加載器

ClassLoader classLoader = busi.getClass().getClassLoader();

//第三步,拿到classes

Class[] classes = busi.getClass().getInterfaces();

//第四步,拿到ProxyInstance

Busi busiProxy = (Busi)Proxy.newProxyInstance(classLoader,classes,new ProxyInvocationHandler(busi));

//用代理類執(zhí)行

busiProxy.insertData();

}

}

運行結(jié)果:

源碼分析:

大概流程

1、為接口創(chuàng)建代理類的字節(jié)碼文件

2、使用ClassLoader將字節(jié)碼文件加載到JVM

3、創(chuàng)建代理類實例對象,執(zhí)行對象的目標(biāo)方法

動態(tài)代理涉及到的主要類:

java.lang.reflect.Proxy

java.lang.reflect.InvocationHandler

java.lang.reflect.WeakCache

sun.misc.ProxyGenerator

首先看Proxy類中的newProxyInstance方法:

@CallerSensitive

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,

Class[] interfaces,

InvocationHandler h)

throws IllegalArgumentException

{

// 判斷InvocationHandler是否為空,若為空,拋出空指針異常

Objects.requireNonNull(h);

final Class[] intfs = interfaces.clone();

final SecurityManager sm = System.getSecurityManager();

if (sm != null) {

checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs);

}

/*

* 生成接口的代理類的字節(jié)碼文件

*/

Class cl = getProxyClass0(loader, intfs);

/*

* 使用自定義的InvocationHandler作為參數(shù),調(diào)用構(gòu)造函數(shù)獲取代理類對象實例

*/

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);

}

}

newProxyInstance方法調(diào)用getProxyClass0方法生成代理類的字節(jié)碼文件。

private static Class getProxyClass0(ClassLoader loader,

Class... interfaces) {

// 限定代理的接口不能超過65535個

if (interfaces.length > 65535) {

throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");

}

// 如果緩存中已經(jīng)存在相應(yīng)接口的代理類,直接返回;否則,使用ProxyClassFactory創(chuàng)建代理類

return proxyClassCache.get(loader, interfaces);

}

其中緩存使用的是WeakCache實現(xiàn)的,此處主要關(guān)注使用ProxyClassFactory創(chuàng)建代理的情況。ProxyClassFactory是Proxy類的靜態(tài)內(nèi)部類,實現(xiàn)了BiFunction接口,實現(xiàn)了BiFunction接口中的apply方法。

當(dāng)WeakCache中沒有緩存相應(yīng)接口的代理類,則會調(diào)用ProxyClassFactory類的apply方法來創(chuàng)建代理類。

private static final class ProxyClassFactory

implements BiFunction[], Class>

{

// 代理類前綴

private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy";

// 生成代理類名稱的計數(shù)器

private static final AtomicLong nextUniqueNumber = new AtomicLong();

@Override

public Class apply(ClassLoader loader, Class[] interfaces) {

Map, Boolean> interfaceSet = new IdentityHashMap<>(interfaces.length);

for (Class intf : interfaces) {

/*

* 校驗類加載器是否能通過接口名稱加載該類

*/

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");

}

/*

* 校驗該類是否是接口類型

*/

if (!interfaceClass.isInterface()) {

throw new IllegalArgumentException(

interfaceClass.getName() + " is not an interface");

}

/*

* 校驗接口是否重復(fù)

*/

if (interfaceSet.put(interfaceClass, Boolean.TRUE) != null) {

throw new IllegalArgumentException(

"repeated interface: " + interfaceClass.getName());

}

}

String proxyPkg = null; // 代理類包名

int accessFlags = Modifier.PUBLIC | Modifier.FINAL;

/*

* 非public接口,代理類的包名與接口的包名相同

*/

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");

}

}

}

if (proxyPkg == null) {

// public代理接口,使用com.sun.proxy包名

proxyPkg = ReflectUtil.PROXY_PACKAGE + ".";

}

/*

* 為代理類生成名字

*/

long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement();

String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;

/*

* 真正生成代理類的字節(jié)碼文件的地方

*/

byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(

proxyName, interfaces, accessFlags);

try {

// 使用類加載器將代理類的字節(jié)碼文件加載到JVM中

return defineClass0(loader, proxyName,

proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);

} catch (ClassFormatError e) {

throw new IllegalArgumentException(e.toString());

}

}

}

在ProxyClassFactory類的apply方法中可看出真正生成代理類字節(jié)碼的地方是ProxyGenerator類中的generateProxyClass,該類未開源,但是可以使用IDEA、或者反編譯工具jd-gui來查看。

public static byte[] generateProxyClass(final String var0, Class[] var1, int var2) {

ProxyGenerator var3 = new ProxyGenerator(var0, var1, var2);

final byte[] var4 = var3.generateClassFile();

// 是否要將生成代理類的字節(jié)碼文件保存到磁盤中

if (saveGeneratedFiles) {

// ....

}

return var4;

}

在測試案例中,設(shè)置系統(tǒng)屬性sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles值為true

// 保存生成的代理類的字節(jié)碼文件

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

打開$Proxy0.class文件如下:

//

// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA

// (powered by Fernflower decompiler)

//

package com.sun.proxy;

import com.lnjecit.proxy.Subject;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;

import java.lang.reflect.Method;

import java.lang.reflect.Proxy;

import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException;

public final class $Proxy0 extends Proxy implements Subject {

private static Method m1;

private static Method m3;

private static Method m2;

private static Method m0;

public $Proxy0(InvocationHandler var1) throws {

super(var1);

}

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 void doSomething() throws {

try {

super.h.invoke(this, m3, (Object[])null);

} catch (RuntimeException | Error var2) {

throw var2;

} catch (Throwable var3) {

throw new UndeclaredThrowableException(var3);

}

}

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 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", Class.forName("java.lang.Object"));

m3 = Class.forName("com.lnjecit.proxy.Subject").getMethod("doSomething");

m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString");

m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode");

} catch (NoSuchMethodException var2) {

throw new NoSuchMethodError(var2.getMessage());

} catch (ClassNotFoundException var3) {

throw new NoClassDefFoundError(var3.getMessage());

}

}

}

可看到

1、代理類繼承了Proxy類并且實現(xiàn)了要代理的接口,由于java不支持多繼承,所以JDK動態(tài)代理不能代理類

2、重寫了equals、hashCode、toString

3、有一個靜態(tài)代碼塊,通過反射或者代理類的所有方法

4、通過invoke執(zhí)行代理類中的目標(biāo)方法doSomething

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