动态代理--jdk

    xiaoxiao2021-03-25  73

    原文地址:http://rejoy.iteye.com/blog/1627405 之前虽然会用JDK的动态代理,但是有些问题却一直没有搞明白。比如说:InvocationHandler的invoke方法是由谁来调用的,代理对象是怎么生成的,直到前几个星期才把这些问题全部搞明白了。     废话不多说了,先来看一下JDK的动态是怎么用的。 Java代码   package dynamic.proxy;     import java.lang.reflect.InvocationHandler;  import java.lang.reflect.Method;  import java.lang.reflect.Proxy;    /**  * 实现自己的InvocationHandler  * @author zyb  * @since 2012-8-9  *  */  public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {            // 目标对象       private Object target;            /**      * 构造方法      * @param target 目标对象       */      public MyInvocationHandler(Object target) {          super();          this.target = target;      }          /**      * 执行目标对象的方法      */      public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {                    // 在目标对象的方法执行之前简单的打印一下          System.out.println("------------------before------------------");                    // 执行目标对象的方法          Object result = method.invoke(target, args);                    // 在目标对象的方法执行之后简单的打印一下          System.out.println("-------------------after------------------");                    return result;      }        /**      * 获取目标对象的代理对象      * @return 代理对象      */      public Object getProxy() {          return Proxy.newProxyInstance(Thread.currentThread().getContextClassLoader(),                   target.getClass().getInterfaces(), this);      }  }    package dynamic.proxy;    /**  * 目标对象实现的接口,用JDK来生成代理对象一定要实现一个接口  * @author zyb  * @since 2012-8-9  *  */  public interface UserService {        /**      * 目标方法       */      public abstract void add();    }    package dynamic.proxy;     /**  * 目标对象  * @author zyb  * @since 2012-8-9  *  */  public class UserServiceImpl implements UserService {        /* (non-Javadoc)      * @see dynamic.proxy.UserService#add()      */      public void add() {          System.out.println("--------------------add---------------");      }  }    package dynamic.proxy;     import org.junit.Test;    /**  * 动态代理测试类  * @author zyb  * @since 2012-8-9  *  */  public class ProxyTest {        @Test      public void testProxy() throws Throwable {          // 实例化目标对象          UserService userService = new UserServiceImpl();                    // 实例化InvocationHandler          MyInvocationHandler invocationHandler = new MyInvocationHandler(userService);                    // 根据目标对象生成代理对象          UserService proxy = (UserService) invocationHandler.getProxy();                    // 调用代理对象的方法          proxy.add();                }  }   package dynamic.proxy; import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Method; import java.lang.reflect.Proxy; /** * 实现自己的InvocationHandler * @author zyb * @since 2012-8-9 * */ public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler { // 目标对象 private Object target; /** * 构造方法 * @param target 目标对象 */ public MyInvocationHandler(Object target) { super(); this.target = target; } /** * 执行目标对象的方法 */ public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { // 在目标对象的方法执行之前简单的打印一下 System.out.println("------------------before------------------"); // 执行目标对象的方法 Object result = method.invoke(target, args); // 在目标对象的方法执行之后简单的打印一下 System.out.println("-------------------after------------------"); return result; } /** * 获取目标对象的代理对象 * @return 代理对象 */ public Object getProxy() { return Proxy.newProxyInstance(Thread.currentThread().getContextClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), this); } } package dynamic.proxy; /** * 目标对象实现的接口,用JDK来生成代理对象一定要实现一个接口 * @author zyb * @since 2012-8-9 * */ public interface UserService { /** * 目标方法 */ public abstract void add(); } package dynamic.proxy; /** * 目标对象 * @author zyb * @since 2012-8-9 * */ public class UserServiceImpl implements UserService { /* (non-Javadoc) * @see dynamic.proxy.UserService#add() */ public void add() { System.out.println("--------------------add---------------"); } } package dynamic.proxy; import org.junit.Test; /** * 动态代理测试类 * @author zyb * @since 2012-8-9 * */ public class ProxyTest { @Test public void testProxy() throws Throwable { // 实例化目标对象 UserService userService = new UserServiceImpl(); // 实例化InvocationHandler MyInvocationHandler invocationHandler = new MyInvocationHandler(userService); // 根据目标对象生成代理对象 UserService proxy = (UserService) invocationHandler.getProxy(); // 调用代理对象的方法 proxy.add(); } } 执行结果如下: ------------------before------------------ --------------------add--------------- -------------------after------------------    用起来是很简单吧,其实这里基本上就是AOP的一个简单实现了,在目标对象的方法执行之前和执行之后进行了增强。Spring的AOP实现其实也是用了Proxy和InvocationHandler这两个东西的。     用起来是比较简单,但是如果能知道它背后做了些什么手脚,那就更好不过了。首先来看一下JDK是怎样生成代理对象的。既然生成代理对象是用的Proxy类的静态方newProxyInstance,那么我们就去它的源码里看一下它到底都做了些什么? Java代码   /**  * loader:类加载器  * interfaces:目标对象实现的接口  * h:InvocationHandler的实现类  */  public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,                        Class<?>[] interfaces,                        InvocationHandler h)      throws IllegalArgumentException      {      if (h == null) {          throw new NullPointerException();      }        /*      * Look up or generate the designated proxy class.      */      Class cl = getProxyClass(loader, interfaces);        /*      * Invoke its constructor with the designated invocation handler.      */      try {              // 调用代理对象的构造方法(也就是$Proxy0(InvocationHandler h))          Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams);              // 生成代理类的实例并把MyInvocationHandler的实例传给它的构造方法          return (Object) cons.newInstance(new Object[] { h });      } catch (NoSuchMethodException e) {          throw new InternalError(e.toString());      } catch (IllegalAccessException e) {          throw new InternalError(e.toString());      } catch (InstantiationException e) {          throw new InternalError(e.toString());      } catch (InvocationTargetException e) {          throw new InternalError(e.toString());      }      }   /** * loader:类加载器 * interfaces:目标对象实现的接口 * h:InvocationHandler的实现类 */ public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h) throws IllegalArgumentException { if (h == null) { throw new NullPointerException(); } /* * Look up or generate the designated proxy class. */ Class cl = getProxyClass(loader, interfaces); /* * Invoke its constructor with the designated invocation handler. */ try { // 调用代理对象的构造方法(也就是$Proxy0(InvocationHandler h)) Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams); // 生成代理类的实例并把MyInvocationHandler的实例传给它的构造方法 return (Object) cons.newInstance(new Object[] { h }); } catch (NoSuchMethodException e) { throw new InternalError(e.toString()); } catch (IllegalAccessException e) { throw new InternalError(e.toString()); } catch (InstantiationException e) { throw new InternalError(e.toString()); } catch (InvocationTargetException e) { throw new InternalError(e.toString()); } }    我们再进去getProxyClass方法看一下 Java代码   public static Class<?> getProxyClass(ClassLoader loader,                                            Class<?>... interfaces)      throws IllegalArgumentException      {      // 如果目标类实现的接口数大于65535个则抛出异常(我XX,谁会写这么NB的代码啊?)      if (interfaces.length > 65535) {          throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");      }        // 声明代理对象所代表的Class对象(有点拗口)      Class proxyClass = null;        String[] interfaceNames = new String[interfaces.length];        Set interfaceSet = new HashSet();   // for detecting duplicates        // 遍历目标类所实现的接口      for (int i = 0; i < interfaces.length; i++) {                    // 拿到目标类实现的接口的名称          String interfaceName = interfaces[i].getName();          Class interfaceClass = null;          try {          // 加载目标类实现的接口到内存中          interfaceClass = Class.forName(interfaceName, false, loader);          } catch (ClassNotFoundException e) {          }          if (interfaceClass != interfaces[i]) {          throw new IllegalArgumentException(              interfaces[i] + " is not visible from class loader");          }            // 中间省略了一些无关紧要的代码 .......                    // 把目标类实现的接口代表的Class对象放到Set中          interfaceSet.add(interfaceClass);            interfaceNames[i] = interfaceName;      }        // 把目标类实现的接口名称作为缓存(Map)中的key      Object key = Arrays.asList(interfaceNames);        Map cache;            synchronized (loaderToCache) {          // 从缓存中获取cache          cache = (Map) loaderToCache.get(loader);          if (cache == null) {          // 如果获取不到,则新建地个HashMap实例          cache = new HashMap();          // 把HashMap实例和当前加载器放到缓存中          loaderToCache.put(loader, cache);          }        }        synchronized (cache) {            do {          // 根据接口的名称从缓存中获取对象          Object value = cache.get(key);          if (value instanceof Reference) {              proxyClass = (Class) ((Reference) value).get();          }          if (proxyClass != null) {              // 如果代理对象的Class实例已经存在,则直接返回              return proxyClass;          } else if (value == pendingGenerationMarker) {              try {              cache.wait();              } catch (InterruptedException e) {              }              continue;          } else {              cache.put(key, pendingGenerationMarker);              break;          }          } while (true);      }        try {          // 中间省略了一些代码 .......                    // 这里就是动态生成代理对象的最关键的地方          byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(              proxyName, interfaces);          try {              // 根据代理类的字节码生成代理类的实例              proxyClass = defineClass0(loader, proxyName,              proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);          } catch (ClassFormatError e) {              throw new IllegalArgumentException(e.toString());          }          }          // add to set of all generated proxy classes, for isProxyClass          proxyClasses.put(proxyClass, null);        }       // 中间省略了一些代码 .......            return proxyClass;      }   public static Class<?> getProxyClass(ClassLoader loader, Class<?>... interfaces) throws IllegalArgumentException { // 如果目标类实现的接口数大于65535个则抛出异常(我XX,谁会写这么NB的代码啊?) if (interfaces.length > 65535) { throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded"); } // 声明代理对象所代表的Class对象(有点拗口) Class proxyClass = null; String[] interfaceNames = new String[interfaces.length]; Set interfaceSet = new HashSet(); // for detecting duplicates // 遍历目标类所实现的接口 for (int i = 0; i < interfaces.length; i++) { // 拿到目标类实现的接口的名称 String interfaceName = interfaces[i].getName(); Class interfaceClass = null; try { // 加载目标类实现的接口到内存中 interfaceClass = Class.forName(interfaceName, false, loader); } catch (ClassNotFoundException e) { } if (interfaceClass != interfaces[i]) { throw new IllegalArgumentException( interfaces[i] + " is not visible from class loader"); } // 中间省略了一些无关紧要的代码 ....... // 把目标类实现的接口代表的Class对象放到Set中 interfaceSet.add(interfaceClass); interfaceNames[i] = interfaceName; } // 把目标类实现的接口名称作为缓存(Map)中的key Object key = Arrays.asList(interfaceNames); Map cache; synchronized (loaderToCache) { // 从缓存中获取cache cache = (Map) loaderToCache.get(loader); if (cache == null) { // 如果获取不到,则新建地个HashMap实例 cache = new HashMap(); // 把HashMap实例和当前加载器放到缓存中 loaderToCache.put(loader, cache); } } synchronized (cache) { do { // 根据接口的名称从缓存中获取对象 Object value = cache.get(key); if (value instanceof Reference) { proxyClass = (Class) ((Reference) value).get(); } if (proxyClass != null) { // 如果代理对象的Class实例已经存在,则直接返回 return proxyClass; } else if (value == pendingGenerationMarker) { try { cache.wait(); } catch (InterruptedException e) { } continue; } else { cache.put(key, pendingGenerationMarker); break; } } while (true); } try { // 中间省略了一些代码 ....... // 这里就是动态生成代理对象的最关键的地方 byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass( proxyName, interfaces); try { // 根据代理类的字节码生成代理类的实例 proxyClass = defineClass0(loader, proxyName, proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length); } catch (ClassFormatError e) { throw new IllegalArgumentException(e.toString()); } } // add to set of all generated proxy classes, for isProxyClass proxyClasses.put(proxyClass, null); } // 中间省略了一些代码 ....... return proxyClass; } 进去ProxyGenerator类的静态方法generateProxyClass,这里是真正生成代理类class字节码的地方。 Java代码   public static byte[] generateProxyClass(final String name,                                             Class[] interfaces)     {         ProxyGenerator gen = new ProxyGenerator(name, interfaces);      // 这里动态生成代理类的字节码,由于比较复杂就不进去看了         final byte[] classFile = gen.generateClassFile();        // 如果saveGeneratedFiles的值为true,则会把所生成的代理类的字节码保存到硬盘上         if (saveGeneratedFiles) {             java.security.AccessController.doPrivileged(             new java.security.PrivilegedAction<Void>() {                 public Void run() {                     try {                         FileOutputStream file =                             new FileOutputStream(dotToSlash(name) + ".class");                         file.write(classFile);                         file.close();                         return null;                     } catch (IOException e) {                         throw new InternalError(                             "I/O exception saving generated file: " + e);                     }                 }             });         }        // 返回代理类的字节码         return classFile;     }   public static byte[] generateProxyClass(final String name, Class[] interfaces) { ProxyGenerator gen = new ProxyGenerator(name, interfaces); // 这里动态生成代理类的字节码,由于比较复杂就不进去看了 final byte[] classFile = gen.generateClassFile(); // 如果saveGeneratedFiles的值为true,则会把所生成的代理类的字节码保存到硬盘上 if (saveGeneratedFiles) { java.security.AccessController.doPrivileged( new java.security.PrivilegedAction<Void>() { public Void run() { try { FileOutputStream file = new FileOutputStream(dotToSlash(name) + ".class"); file.write(classFile); file.close(); return null; } catch (IOException e) { throw new InternalError( "I/O exception saving generated file: " + e); } } }); } // 返回代理类的字节码 return classFile; } 现在,JDK是怎样动态生成代理类的字节的原理已经一目了然了。 好了,再来解决另外一个问题,那就是由谁来调用InvocationHandler的invoke方法的。要解决这个问题就要看一下JDK到底为我们生成了一个什么东西。用以下代码可以获取到JDK为我们生成的字节码并写到硬盘中。 Java代码   package dynamic.proxy;     import java.io.FileOutputStream;  import java.io.IOException;    import sun.misc.ProxyGenerator;    /**  * 代理类的生成工具  * @author zyb  * @since 2012-8-9  */  public class ProxyGeneratorUtils {        /**      * 把代理类的字节码写到硬盘上      * @param path 保存路径      */      public static void writeProxyClassToHardDisk(String path) {          // 第一种方法,这种方式在刚才分析ProxyGenerator时已经知道了          // System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", true);                    // 第二种方法                    // 获取代理类的字节码          byte[] classFile = ProxyGenerator.generateProxyClass("$Proxy11", UserServiceImpl.class.getInterfaces());                    FileOutputStream out = null;                    try {              out = new FileOutputStream(path);              out.write(classFile);              out.flush();          } catch (Exception e) {              e.printStackTrace();          } finally {              try {                  out.close();              } catch (IOException e) {                  e.printStackTrace();              }          }      }  }    package dynamic.proxy;     import org.junit.Test;    /**  * 动态代理测试类  * @author zyb  * @since 2012-8-9  *  */  public class ProxyTest {        @Test      public void testProxy() throws Throwable {          // 实例化目标对象          UserService userService = new UserServiceImpl();                    // 实例化InvocationHandler          MyInvocationHandler invocationHandler = new MyInvocationHandler(userService);                    // 根据目标对象生成代理对象          UserService proxy = (UserService) invocationHandler.getProxy();                    // 调用代理对象的方法          proxy.add();                }            @Test      public void testGenerateProxyClass() {          ProxyGeneratorUtils.writeProxyClassToHardDisk("F:/$Proxy11.class");      }  }   package dynamic.proxy; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; import sun.misc.ProxyGenerator; /** * 代理类的生成工具 * @author zyb * @since 2012-8-9 */ public class ProxyGeneratorUtils { /** * 把代理类的字节码写到硬盘上 * @param path 保存路径 */ public static void writeProxyClassToHardDisk(String path) { // 第一种方法,这种方式在刚才分析ProxyGenerator时已经知道了 // System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", true); // 第二种方法 // 获取代理类的字节码 byte[] classFile = ProxyGenerator.generateProxyClass("$Proxy11", UserServiceImpl.class.getInterfaces()); FileOutputStream out = null; try { out = new FileOutputStream(path); out.write(classFile); out.flush(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } finally { try { out.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } package dynamic.proxy; import org.junit.Test; /** * 动态代理测试类 * @author zyb * @since 2012-8-9 * */ public class ProxyTest { @Test public void testProxy() throws Throwable { // 实例化目标对象 UserService userService = new UserServiceImpl(); // 实例化InvocationHandler MyInvocationHandler invocationHandler = new MyInvocationHandler(userService); // 根据目标对象生成代理对象 UserService proxy = (UserService) invocationHandler.getProxy(); // 调用代理对象的方法 proxy.add(); } @Test public void testGenerateProxyClass() { ProxyGeneratorUtils.writeProxyClassToHardDisk("F:/$Proxy11.class"); } } 通过以上代码,就可以在F盘上生成一个$Proxy.class文件了,现在用反编译工具来看一下这个class文件里面的内容。 Java代码   // Decompiled by DJ v3.11.11.95 Copyright 2009 Atanas Neshkov  Date: 2012/8/9 20:11:32  // Home Page: http://members.fortunecity.com/neshkov/dj.html  http://www.neshkov.com/dj.html - Check often for new version!  // Decompiler options: packimports(3)     import dynamic.proxy.UserService;  import java.lang.reflect.*;    public final class $Proxy11 extends Proxy      implements UserService  {        // 构造方法,参数就是刚才传过来的MyInvocationHandler类的实例      public $Proxy11(InvocationHandler invocationhandler)      {          super(invocationhandler);      }        public final boolean equals(Object obj)      {          try          {              return ((Boolean)super.h.invoke(this, m1, new Object[] {                  obj              })).booleanValue();          }          catch(Error _ex) { }          catch(Throwable throwable)          {              throw new UndeclaredThrowableException(throwable);          }      }        /**      * 这个方法是关键部分      */      public final void add()      {          try          {              // 实际上就是调用MyInvocationHandler的public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)方法,第二个问题就解决了              super.h.invoke(this, m3, null);              return;          }          catch(Error _ex) { }          catch(Throwable throwable)          {              throw new UndeclaredThrowableException(throwable);          }      }        public final int hashCode()      {          try          {              return ((Integer)super.h.invoke(this, m0, null)).intValue();          }          catch(Error _ex) { }          catch(Throwable throwable)          {              throw new UndeclaredThrowableException(throwable);          }      }        public final String toString()      {          try          {              return (String)super.h.invoke(this, m2, null);          }          catch(Error _ex) { }          catch(Throwable throwable)          {              throw new UndeclaredThrowableException(throwable);          }      }        private static Method m1;      private static Method m3;      private static Method m0;      private static Method m2;        // 在静态代码块中获取了4个方法:Object中的equals方法、UserService中的add方法、Object中的hashCode方法、Object中toString方法      static       {          try          {              m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals"new Class[] {                  Class.forName("java.lang.Object")              });              m3 = Class.forName("dynamic.proxy.UserService").getMethod("add"new Class[0]);              m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode"new Class[0]);              m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString"new Class[0]);          }          catch(NoSuchMethodException nosuchmethodexception)          {              throw new NoSuchMethodError(nosuchmethodexception.getMessage());          }          catch(ClassNotFoundException classnotfoundexception)          {              throw new NoClassDefFoundError(classnotfoundexception.getMessage());          }      }  }   // Decompiled by DJ v3.11.11.95 Copyright 2009 Atanas Neshkov Date: 2012/8/9 20:11:32 // Home Page: http://members.fortunecity.com/neshkov/dj.html http://www.neshkov.com/dj.html - Check often for new version! // Decompiler options: packimports(3) import dynamic.proxy.UserService; import java.lang.reflect.*; public final class $Proxy11 extends Proxy implements UserService { // 构造方法,参数就是刚才传过来的MyInvocationHandler类的实例 public $Proxy11(InvocationHandler invocationhandler) { super(invocationhandler); } public final boolean equals(Object obj) { try { return ((Boolean)super.h.invoke(this, m1, new Object[] { obj })).booleanValue(); } catch(Error _ex) { } catch(Throwable throwable) { throw new UndeclaredThrowableException(throwable); } } /** * 这个方法是关键部分 */ public final void add() { try { // 实际上就是调用MyInvocationHandler的public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)方法,第二个问题就解决了 super.h.invoke(this, m3, null); return; } catch(Error _ex) { } catch(Throwable throwable) { throw new UndeclaredThrowableException(throwable); } } public final int hashCode() { try { return ((Integer)super.h.invoke(this, m0, null)).intValue(); } catch(Error _ex) { } catch(Throwable throwable) { throw new UndeclaredThrowableException(throwable); } } public final String toString() { try { return (String)super.h.invoke(this, m2, null); } catch(Error _ex) { } catch(Throwable throwable) { throw new UndeclaredThrowableException(throwable); } } private static Method m1; private static Method m3; private static Method m0; private static Method m2; // 在静态代码块中获取了4个方法:Object中的equals方法、UserService中的add方法、Object中的hashCode方法、Object中toString方法 static { try { m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] { Class.forName("java.lang.Object") }); m3 = Class.forName("dynamic.proxy.UserService").getMethod("add", new Class[0]); m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]); m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]); } catch(NoSuchMethodException nosuchmethodexception) { throw new NoSuchMethodError(nosuchmethodexception.getMessage()); } catch(ClassNotFoundException classnotfoundexception) { throw new NoClassDefFoundError(classnotfoundexception.getMessage()); } } } 好了,到目前为止,前面 的两个问题都已经知道回事了,现在再用JDK动态代理的时候就不只会用而已了,真正的达到了“知其然,知其所以然”的目的。。。     就写到这了,累死了。。  
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