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[Java教程]Java动态代理全面分析


代理模式

解说:给某一个对象提供一个代理,并由代理对象控制对原对象的引用;

代理模式需要以下几个角色:

1  主题:规定代理类和真实对象共同对外暴露的接口;

2  代理类:专门代理真实对象的类;

3  真实对象:需要被代理的对象;

代理解决的主要的业务就是需要在 真实对象的某个接口 前后处理一些事情,框架中多会用到这种功能,比如 打日志、记录时间等

静态代理

静态代理是指自己动手编写代码实现代理类;

优点:业务类只需要关注业务逻辑本身,保证了业务类的重用性。这是代理的共有优点。

缺点:每一个真实对象都需要一个具体的代理类,不能做到可重用;

静态代理比较简单,下边用代码来具体说明;

主题接口:IAnimal

public interface IAnimal {  /**   * 动物叫   */  void bark();}

真实对象:Dog

public class Dog implements IAnimal {   private String name;   public Dog(String name) {    this.name = name;  }   @Override  public void bark() {    System.out.println(this.name + " bark:wang wang wang ... ");  }}

代理:DogProxy

public class DogProxy implements IAnimal {  private Dog dog;   public DogProxy(Dog dog) {    this.dog = dog;  }   @Override  public void bark() {    long l = System.currentTimeMillis();    System.out.println("dog will bark...");    this.dog.bark();    System.out.println("dog has barked which takes " + (System.currentTimeMillis() - l) + " ms !");  }}

静态代理使用:

public class StaticProxyTest {   public static void main(String[] args) {     IAnimal dog = new Dog("大黄");     IAnimal dogProxy = new DogProxy(dog);     dogProxy.bark();  }}

代理和真实对象对外暴露一致

动态代理

动态代理是指在运行时动态生成代理类;

jdk

要使用Java中原生的动态代理,需要用到以下几个类和接口

  1. 接口InvocationHandler
  2. Proxy类

我们还是用静态代理用到的代码:主题接口IAnimal和真实对象Dog不变,去掉DogProxy和StaticProxyTest,增加以下代码

DogProxyInvocationHandler

public class DogProxyInvocationHandler implements InvocationHandler {  private Object animal;   public DogProxyInvocationHandler(Object animal) {    this.animal = animal;  }   @Override  public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {    System.out.println("proxy class:" + proxy.getClass() + ",class:" + getClass() + ",method:" + method);    Object obj = method.invoke(animal, args);    System.out.println("obj:" + obj);    return obj;  }}

DynamicProxyTest

public class DynamicProxyTest {   public static void main(String[] args) {     IAnimal dog = new Dog("大黄");     InvocationHandler invocationHandler = new DogProxyInvocationHandler(dog);    IAnimal animal = (IAnimal) Proxy.newProxyInstance(dog.getClass().getClassLoader(),                             dog.getClass().getInterfaces(),                             invocationHandler);    animal.bark();  } }

可以看出:Java动态代理 我们必须有真实对象,实现了InvocationHandler接口的自己的处理类,然后通过Proxy生成代理类

输出如下:


 proxy class:class com.sun.proxy.$Proxy0,class:class com.shock.base.proxy.dynamic.DogProxyInvocationHandler,method:public abstract void com.shock.base.proxy.dynamic.IAnimal.bark()

大黄 bark:wang wang wang ... 
obj:null


这里动态代理的优势相比静态代理为:即使真实对象有N个接口,我们的invocationHandler只需要一个Invoke方法即可!

这里有几个问题:

1  动态代理生成的class name为什么是 $Proxy0 ?

如图,相关变量如下:

以上便可以解决相关问题

2  动态代理生成的代理类到底是什么样子的?生成代理类的关键接口是什么?为何调用真实对象的某个接口会进入invoke方法?

通过分析源码:我们知道 Proxy.newProxyInstance → Proxy.getProxyClass0 → WeakCache.get → WeakCache.Factory.get → Proxy.ProxyClassFactory.apply → ProxyGenerator.generateProxyClass

最终生成了一个 byte[] 类型的 class类;这样byte[] 比较抽象 ,我们想看到该怎么办?可以通过下边的代码生成Proxy0

int accessFlags = Modifier.PUBLIC | Modifier.FINAL; byte[] bytes = ProxyGenerator.generateProxyClass("com.sun.proxy.$Proxy0",                         new Class[]{IAnimal.class},                         accessFlags);FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(new File(    "~/work/$Proxy0.class")); fileOutputStream.write(bytes);fileOutputStream.flush();fileOutputStream.close();

生成的代码如下:

//// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA// (powered by Fernflower decompiler)// package com.sun.proxy; import com.shock.base.proxy.dynamic.IAnimal;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 IAnimal {  private static Method m1;  private static Method m2;  private static Method m3;  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 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 void bark() throws {    try {      super.h.invoke(this, m3, (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", new Class[]{Class.forName("java.lang.Object")});      m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);      m3 = Class.forName("com.shock.base.proxy.dynamic.IAnimal").getMethod("bark", new Class[0]);      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());    }  }}

View Code

以上代码为我们解答了红色的问题。虽然代码是这样的  代理类集成了 Proxy类,但是如果想要验证 如何验证呢?

cglib

cglib是什么?CGLIB is a powerful, high performance code generation library.

特点简单说:

  1. CGLib (Code Generation Library) 是一个强大的,高性能,高质量的Code生成类库;
  2. 它可以在运行期扩展Java类与实现Java接口;
  3. CGLib 比 Java 的 java.lang.reflect.Proxy 类更强的在于它不仅可以接管接口类的方法,还可以接管普通类的方法。
  4. CGLib 的底层是Java字节码操作框架 —— ASM

引入JAR包支持,如下:

<dependency>  <groupId>cglib</groupId>  <artifactId>cglib</artifactId>  <version>3.2.4</version></dependency>

目前最新的版本是 3.2.4,CGLib的package分布和作用如下:

  • net.sf.cglib.core:底层字节码处理类,他们大部分与ASM有关系,对其进行封装,更易于使用;
  • net.sf.cglib.transform:编译期或运行期类和类文件的转换;
  • net.sf.cglib.proxy:实现创建代理和方法拦截器的类;
  • net.sf.cglib.reflect:实现快速反射的类;
  • net.sf.cglib.util:集合排序工具类;
  • net.sf.cglib.beans:JavaBean相关的工具类;

我们沿用上边的例子,来做下演示:

加入你有一个类Animal,打算对里边的所有方法进行包装,由于这个类没有实现接口,所以你无法使用jdk 动态代理

public class Animal {   public void bark() {    System.out.println("i am 大黄!");  }   public String singSong(String name) {    return name + " is singing!";  }   public String testt(String name) {    return name + " is testing!";  }}

你现在想要在testt方法输出前后不加任何内容,但是另外两个方法输出前后要加一个字符串,效果如下:


BEFORE
i am 大黄!
AFTER
===============================
BEFORE
老刘 is singing!
AFTER
===============================
大黄 is testing!


其中=======是分隔线,上边两个方法前后都改变了,但是最后一个方法则没做任何改变还是原生的。如何做到?

首先我们要定义一个拦截器,该拦截器实现了 cgLib的MethodInterceptor,如下:

public class AnimalWrapper implements MethodInterceptor {   @Override  public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {    System.out.println("BEFORE");    Object obj2 = proxy.invokeSuper(obj, args);    System.out.println("AFTER");    return obj2;  }}

再定义一个拦截器过滤器,如下:

public class ApiFilter implements CallbackFilter {   @Override  public int accept(Method method) {    String name = method.getName();    if (name.length() == 5) {      return 1;    }    return 0;  }}

接下来看下测试类:

public class CglibTest {   public static void main(String[] args) {     Enhancer enhancer = new Enhancer();    enhancer.setSuperclass(Animal.class);    enhancer.setCallbacks(new Callback[]{new AnimalWrapper(), NoOp.INSTANCE});    enhancer.setCallbackFilter(new ApiFilter());    Animal animal = (Animal) enhancer.create();     animal.bark();    System.out.println("===============================");    animal.singSong("老刘");    System.out.println("===============================");    animal.testt("大黄");  }}

CGLib通过 Enhancer、Callback、CallbackFilter就可以实现上述功能了。

深入代码:Enhancer → KeyFactory.Generator → AbstractClassGenerator → DefaultGeneratorStrategy.generate → KeyFactory.Generator.generateClass → ClassWriter.toByteArray 生成 class bytecode .

生成的代码反编译如下:

public class Animal$$EnhancerByCGLIB$$223151cf extends com.shock.base.proxy.cglib.Animal implements net.sf.cglib.proxy.Factory {  private boolean CGLIB$BOUND;  public static java.lang.Object CGLIB$FACTORY_DATA;  private static final java.lang.ThreadLocal CGLIB$THREAD_CALLBACKS;  private static final net.sf.cglib.proxy.Callback[] CGLIB$STATIC_CALLBACKS;  private net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor CGLIB$CALLBACK_0;  private net.sf.cglib.proxy.NoOp CGLIB$CALLBACK_1;  private static java.lang.Object CGLIB$CALLBACK_FILTER;  private static final java.lang.reflect.Method CGLIB$bark$0$Method;  private static final net.sf.cglib.proxy.MethodProxy CGLIB$bark$0$Proxy;  private static final java.lang.Object[] CGLIB$emptyArgs;  private static final java.lang.reflect.Method CGLIB$singSong$1$Method;  private static final net.sf.cglib.proxy.MethodProxy CGLIB$singSong$1$Proxy;  private static final java.lang.reflect.Method CGLIB$equals$3$Method;  private static final net.sf.cglib.proxy.MethodProxy CGLIB$equals$3$Proxy;  private static final java.lang.reflect.Method CGLIB$toString$4$Method;  private static final net.sf.cglib.proxy.MethodProxy CGLIB$toString$4$Proxy;  private static final java.lang.reflect.Method CGLIB$hashCode$5$Method;  private static final net.sf.cglib.proxy.MethodProxy CGLIB$hashCode$5$Proxy;   static void CGLIB$STATICHOOK1() { /* compiled code */ }   final void CGLIB$bark$0() { /* compiled code */ }   public final void bark() { /* compiled code */ }   final void CGLIB$singSong$1(java.lang.String s) { /* compiled code */ }   public final void singSong(java.lang.String s) { /* compiled code */ }   final boolean CGLIB$equals$3(java.lang.Object o) { /* compiled code */ }   public final boolean equals(java.lang.Object o) { /* compiled code */ }   final java.lang.String CGLIB$toString$4() { /* compiled code */ }   public final java.lang.String toString() { /* compiled code */ }   final int CGLIB$hashCode$5() { /* compiled code */ }   public final int hashCode() { /* compiled code */ }   public static net.sf.cglib.proxy.MethodProxy CGLIB$findMethodProxy(net.sf.cglib.core.Signature signature) { /* compiled code */ }   public Animal$$EnhancerByCGLIB$$223151cf() { /* compiled code */ }   public static void CGLIB$SET_THREAD_CALLBACKS(net.sf.cglib.proxy.Callback[] callbacks) { /* compiled code */ }   public static void CGLIB$SET_STATIC_CALLBACKS(net.sf.cglib.proxy.Callback[] callbacks) { /* compiled code */ }   private static final void CGLIB$BIND_CALLBACKS(java.lang.Object o) { /* compiled code */ }   public java.lang.Object newInstance(net.sf.cglib.proxy.Callback[] callbacks) { /* compiled code */ }   public java.lang.Object newInstance(net.sf.cglib.proxy.Callback callback) { /* compiled code */ }   public java.lang.Object newInstance(java.lang.Class[] classes, java.lang.Object[] objects, net.sf.cglib.proxy.Callback[] callbacks) { /* compiled code */ }   public net.sf.cglib.proxy.Callback getCallback(int i) { /* compiled code */ }   public void setCallback(int i, net.sf.cglib.proxy.Callback callback) { /* compiled code */ }   public net.sf.cglib.proxy.Callback[] getCallbacks() { /* compiled code */ }   public void setCallbacks(net.sf.cglib.proxy.Callback[] callbacks) { /* compiled code */ }}

View Code

该段代码最后实在没办法生成,是将CGLib代码源码下载,然后插入片段代码生成的。






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