JDK動(dòng)態(tài)代理原理:只能代理接口,不能代理類問題

更新時(shí)間：2022年11月21日 09:47:11 作者：一位遠(yuǎn)方的詩(shī)人

這篇文章主要介紹了JDK動(dòng)態(tài)代理原理：只能代理接口，不能代理類問題。具有很好的參考價(jià)值，希望對(duì)大家有所幫助。如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教

動(dòng)態(tài)代理是許多框架底層實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，比如Spirng的AOP等，其實(shí)弄清楚了動(dòng)態(tài)代理的實(shí)現(xiàn)原理，它就沒那么神奇了，下面就來通過案例和分析JDK底層源碼來揭秘她的神秘面紗，讓她呈現(xiàn)在我們面前。

一、代理模式定義

存在一個(gè)代理對(duì)象，并且這個(gè)代理對(duì)象持有真實(shí)對(duì)象的引用，以實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)對(duì)象的訪問控制。

1、舉個(gè)例子，現(xiàn)在公司一般都有VPN，使我們?cè)诩乙材茉L問到公司的內(nèi)網(wǎng)（比如連接公司的數(shù)據(jù)庫(kù)等），實(shí)現(xiàn)居家辦公。這里VPN相當(dāng)于一個(gè)代理，而公司內(nèi)網(wǎng)相當(dāng)于被代理對(duì)象，也就是真實(shí)對(duì)象。

我們不能直接訪問公司內(nèi)網(wǎng)（真實(shí)對(duì)象），但是我們通過VPN（代理對(duì)象），輸入身份信息，確認(rèn)無誤后就可以訪問到公司內(nèi)網(wǎng)。

這就是代理模式的作用----控制對(duì)象的訪問。

代理模式的分類

1、靜態(tài)代理

該代理對(duì)象持有被代理對(duì)象的引用，客戶端通過調(diào)用代理對(duì)象的方法間接實(shí)現(xiàn)調(diào)用真實(shí)對(duì)象的方法。

代理對(duì)象可以在調(diào)用真實(shí)對(duì)象的方法前面加入一些操作：比如身份驗(yàn)證，如果身份驗(yàn)證沒有通過，則不能訪問真實(shí)對(duì)象的方法，否則可以調(diào)用真實(shí)對(duì)象的方法；也可以在調(diào)用真實(shí)對(duì)象方法后，加入一些操作，比如記錄訪問日志。

真實(shí)對(duì)象接口，提供兩個(gè)服務(wù)方法

/**
?*
?* People 真實(shí)對(duì)象的接口包含兩個(gè)方法
?*
?*/
public interface People {
? ? voidsayHello(String msg);
?
? ? voidsayBye(String msg);
}
?
真實(shí)對(duì)象接口的具體實(shí)現(xiàn)
?
/**
?*
?*Student
?* 真實(shí)對(duì)象接口的實(shí)現(xiàn)
?*/
public class Student implements People {
?
? ? @Override
? ? public void sayHello(String msg) {
? ? ? System.out.println("Hello "+msg);
? ? }
?
? ? @Override
? ? public void sayBye(String msg) {
? ? ? ? System.out.println("ByeBye "+msg);
? ? }?
}

代理對(duì)象：

/**
?*
?*StaticProxy
?* 代理對(duì)象，控制對(duì)真實(shí)對(duì)象的訪問控制
?*/
public class StaticProxy implements People {
? ? //真實(shí)對(duì)象，客戶端不能直接訪問
? ? private Peoplepeople;
? ?
? ? publicStaticProxy(){
? ? ? ? this.people=new Student();
? ? }
?
? ? @Override
? ? public void sayHello(String msg) {
? ? ? ? booleanfriendFlag=true;
? ? ? ? if(friendFlag){
? ? ? ? ? ? people.sayHello(msg);
? ? ? ? }
? ? ? ? System.out.println("記錄訪問日志");
? ? ??
? ? }
?
? ? @Override
? ? public void sayBye(String msg) {
? ? ? ? booleanfriendFlag=true;
? ? ? ? if(friendFlag){
? ? ? ? ? ? people.sayBye(msg);
? ? ? ? }
? ? ? ? System.out.println("記錄訪問日志");
? ? }
}

客戶端調(diào)用及結(jié)果：

public class Test_Demo {
?? ?public static void main(String[] args) {
? ? ? ? //創(chuàng)建靜態(tài)代理對(duì)象
?? ??? ?StaticProxy proxy = new StaticProxy();
? ? ? ? //調(diào)用靜態(tài)代理對(duì)象方法
? ? ? ? proxy.sayHello("nihao");
? ? ? ? proxy.sayBye("zaijian"); ? ? ??
?? ?}
}

輸出結(jié)果為：
nihao
記錄訪問日志
zaijian
記錄訪問日志

上面就是靜態(tài)代理的一個(gè)實(shí)現(xiàn)，通過靜態(tài)代理，實(shí)現(xiàn)了訪問控制，但是在每個(gè)真實(shí)對(duì)象方法之前都加入了訪問控制代碼來驗(yàn)證權(quán)限。

如果有很多個(gè)方法，則要在每個(gè)方法調(diào)用前都加入驗(yàn)證權(quán)限的代碼，這樣非常的不靈活且有大量的重復(fù)代碼，即使把驗(yàn)證權(quán)限抽象出來做過方法或者類，但是還是得在每個(gè)方法前加一段調(diào)用權(quán)限驗(yàn)證的代碼，比如，一個(gè)客戶端只用其中的一個(gè)方法，但是代理中兩個(gè)方法都要加入權(quán)限控制，要滿足其他客戶端的調(diào)用需求，上面接口中只有兩個(gè)方法還好，但是如果有上百個(gè)方法那豈不是很臃腫。

那么有什么辦法解決了，那就是動(dòng)態(tài)代理。

2、動(dòng)態(tài)代理

動(dòng)態(tài)的生成代理類，而不用像靜態(tài)代理一樣，在編譯期間進(jìn)行定義類。動(dòng)態(tài)代理更加靈活，不用顯示的在所有方法前面或者后面加入權(quán)限驗(yàn)證、記錄日志等操作。

動(dòng)態(tài)代理的實(shí)現(xiàn)和靜態(tài)代理一樣，不同的是代理類的創(chuàng)建方式不同：

（1）靜態(tài)代理是直接新增一個(gè)代理類；
（2）動(dòng)態(tài)代理是通過JDK的Proxy和一個(gè)調(diào)用處理器InvocationHandler來實(shí)現(xiàn)的，通過Proxy來生成代理類實(shí)例，而這個(gè)代理實(shí)例通過調(diào)用處理器InvocationHandler接收不同的參數(shù)靈活調(diào)用真實(shí)對(duì)象的方法。

因此：我們需要做的是創(chuàng)建調(diào)用處理器，該調(diào)用處理器必須實(shí)現(xiàn)JDK的InvocationHandler

1、動(dòng)態(tài)代理的實(shí)現(xiàn)如下:

（1）被代理接口：

public interface Car {
?? ?public void run();
?? ?public void laba(String str);
}

（2）被代理接口實(shí)現(xiàn)類：

public class BenChi implements Car {
?? ?@Override
?? ?public void run() {
?? ??? ?System.out.println("奔馳啟動(dòng)快");
?? ?}
?? ?@Override
?? ?public void laba(String str) {
?? ??? ?System.out.println("過路口要減速鳴笛"+str);
?? ?}
}

（3）代理類：

public class P_Class implements InvocationHandler {
?? ?private Car car;
?? ?public P_Class(Car car){
?? ??? ?this.car = car;
?? ?}
?? ?public Car createProxy(){
?? ??? ?Car car_proxy = (Car) Proxy.newProxyInstance(car.getClass().getClassLoader(),?
?? ??? ??? ??? ?car.getClass().getInterfaces(), this);
?? ??? ?return car_proxy;
?? ?}
?
?? ?@Override
?? ?public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
?? ??? ?if("run".equals(method.getName())){
?? ??? ??? ?System.out.println("開車不喝酒，喝酒不開車");
?? ??? ??? ?method.invoke(car, args);
?? ??? ??? ?System.out.println("安全伴我行");
?? ??? ??? ?System.out.println(proxy.getClass().getName());?? ??? ??? ?
?? ??? ?}
?? ??? ?return null;
?? ?}
}

（4）測(cè)試類：

public class Test_Demo {
?? ?public static void main(String[] args) {
?? ??? ?Car benchi = new BenChi();
?? ??? ?Car benchi_proxy = new P_Class(benchi).createProxy();
?? ??? ?benchi_proxy.run();
?? ??? ?benchi.laba("dididididi");?? ?
?? ?}
}

輸出結(jié)果：

開車不喝酒，喝酒不開車
奔馳啟動(dòng)快
安全伴我行
com.sun.proxy.$Proxy0
過路口要減速鳴笛dididididi

2、Proxy動(dòng)態(tài)生成一個(gè)代理實(shí)例源碼分析：

/**
? ? ?*?
? ? ?* 通過Proxy動(dòng)態(tài)生成一個(gè)代理實(shí)例
? ? ?*return:Object
? ? ?*/
? ? public Object getProxy(){
? ? ? ? /*
? ? ? ? ?* Proxy.newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)

注意：loader類加載器用于加載代理類的字節(jié)碼；interfaces為代理類需要實(shí)現(xiàn)的接口；h為代理對(duì)象實(shí)際調(diào)用的方法即invoke方法。
? ? ? ? ?* 第一個(gè)參數(shù)的作用就是 獲取當(dāng)前類的類加載器,作用是用來生成類的
? ? ? ? ?* 第二個(gè)參數(shù)是獲取真實(shí)對(duì)象的所有接口 ? ?獲取所有接口的目的是用來生成代理的,因?yàn)榇硪獙?shí)現(xiàn)所有的接口
? ? ? ? ?* 第三個(gè)參數(shù)是 調(diào)用處理器 ?這里傳入調(diào)用處理器，是因?yàn)樯纱韺?shí)例需要 調(diào)用處理器 ? ?為什么需要調(diào)用處理器，因?yàn)樯傻拇聿荒苤苯诱{(diào)用真實(shí)對(duì)象的方法,而是通過調(diào)用處理器來調(diào)用真實(shí)對(duì)象的方法，具體就是通過上面定義的P_Class重寫父類InvocationHandler的invoke方法
? ? ? ? ?*/
? ? ? ?return ?Proxy.newProxyInstance(this.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), this );
? ? }
}

這樣則實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)代理，客戶端調(diào)用代理不同的方法，都實(shí)現(xiàn)了對(duì)真實(shí)對(duì)象的間接調(diào)用，并且經(jīng)過了代理對(duì)象的權(quán)限驗(yàn)證。

但是我們只在一個(gè)地方加入了權(quán)限驗(yàn)證的代碼，并沒有在每個(gè)方法前面都加入，這樣更加靈活和優(yōu)雅。

但是我們重頭到尾都沒有看到像靜態(tài)代理類那樣的一個(gè)動(dòng)態(tài)代理類，那么JDK的Proxy是怎么得到動(dòng)態(tài)代理類的實(shí)例的呢？真的不建立一個(gè)類，就能獲取該類的實(shí)例嗎？

二、JDK動(dòng)態(tài)原理詳解

這是不可能的，Java中必須要有類，才會(huì)有該類的實(shí)例。其實(shí)不是沒有代理類，而是JDK在運(yùn)行期間幫我們生成了一個(gè)代理類的字節(jié)碼，通過類加載器加載這個(gè)字節(jié)碼，然后執(zhí)行引擎進(jìn)行一系列處理后生成代理類，再進(jìn)行實(shí)例化。

下面就來看JDK是怎么生成代理類并且實(shí)例化的：

核心代碼就是：

Proxy.newProxyInstance(this.getClass().getClassLoader(),target.getClass().getInterfaces(),this );

看看JDK的底層實(shí)現(xiàn)

貼出代碼，去掉了異常和判斷

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Class<?>[] interfaces,
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? InvocationHandler h)
? ? ? ? throws IllegalArgumentException
? ? {
? ? ??
? ? ?
? ? ? ? Class<?> cl = getProxyClass(loader, interfaces);
? ? ? ?
// Class[] constructorParams =
? ? ? ? ?{ InvocationHandler.class };
?
? ? ? ? ? ? Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams);
? ? ? ? ? ? return cons.newInstance(new Object[] { h });
? ? ? ? }?

1、生成代理類

通過源碼可以知道，生成代理類是通過如下方法實(shí)現(xiàn)的：

Class<?> cl =getProxyClass(loader, interfaces);

2、生成代理類字節(jié)碼

再追蹤一下，這個(gè)方法里面內(nèi)容很多，但是最關(guān)鍵的就是下面這個(gè)方法：

? ?byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? proxyName, interfaces);

通過這個(gè)方法就生成了代理類的字節(jié)碼，只不過調(diào)用完就不存在了。所以我們看不到它的源碼。

注意：生成的動(dòng)態(tài)代理類其實(shí)跟靜態(tài)代理類還是有區(qū)別的，靜態(tài)代理是我們直接控制真實(shí)對(duì)象的方法調(diào)用，而動(dòng)態(tài)代理是通過調(diào)用處理器的invoke方法來調(diào)用真實(shí)對(duì)象的方法，而這個(gè)invoke方法就是我們自己覆寫的方法。

可以看出是通過反射實(shí)現(xiàn)的，通過傳入的不同的方法對(duì)象和參數(shù)來調(diào)用真實(shí)對(duì)象的不同方法。

剛開始我和網(wǎng)上很多人一樣都有一個(gè)疑問，對(duì)于invoke方法發(fā)參數(shù)，Method和args在我們覆寫的invoke方法中都有用到，但是對(duì)于第一個(gè)參數(shù)，代理對(duì)象proxy沒有用，所以不知道這個(gè)東西調(diào)用處理器傳給我們有什么用。

第一個(gè)參數(shù)proxy的作用：

（1）可以通過反射獲取代理對(duì)象的信息，同時(shí)可以反復(fù)調(diào)用代理對(duì)象。

注意：this指向的是當(dāng)前類，而不是代理類即$Proxy0。

proxy解釋說明參考文檔連接：http://stackoverflow.com/questions/22930195/understanding-proxy-arguments-of-the-invoke-method-of-java-lang-reflect-invoca

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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