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Java动态代理分析及理解

转载 作者：qq735679552 更新时间：2022-09-27 22:32:09 27 4
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这篇CFSDN的博客文章Java动态代理分析及理解由作者收集整理，如果你对这篇文章有兴趣，记得点赞哟.

Java动态代理分析及理解 。

代理设计模式 。

定义：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问.

动态代理使用 。

java动态代理机制以巧妙的方式实现了代理模式的设计理念.

代理模式示例代码 。

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public interface Subject 
{ 
  public void doSomething(); 
} 
public class RealSubject implements Subject 
{ 
  public void doSomething() 
  { 
   System.out.println( "call doSomething()" ); 
  } 
} 
public class ProxyHandler implements InvocationHandler 
{ 
  private Object proxied; 
   
  public ProxyHandler( Object proxied ) 
  { 
   this .proxied = proxied; 
  } 
   
  public Object invoke( Object proxy, Method method, Object[] args ) throws Throwable 
  { 
   //在转调具体目标对象之前，可以执行一些功能处理
 
   //转调具体目标对象的方法
   return method.invoke( proxied, args);
  
   //在转调具体目标对象之后，可以执行一些功能处理
  } 
}
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import java.lang.reflect.InvocationHandler; 
import java.lang.reflect.Method; 
import java.lang.reflect.Proxy; 
import sun.misc.ProxyGenerator; 
import java.io.*; 
public class DynamicProxy 
{ 
  public static void main( String args[] ) 
  { 
   RealSubject real = new RealSubject(); 
   Subject proxySubject = (Subject)Proxy.newProxyInstance(Subject. class .getClassLoader(),
    new Class[]{Subject. class },
    new ProxyHandler(real));
     
   proxySubject.doSomething();
  
   //write proxySubject class binary data to file 
   createProxyClassFile(); 
  } 
   
  public static void createProxyClassFile() 
  { 
   String name = "ProxySubject" ; 
   byte [] data = ProxyGenerator.generateProxyClass( name, new Class[] { Subject. class } ); 
   try
   { 
    FileOutputStream out = new FileOutputStream( name + ".class" ); 
    out.write( data ); 
    out.close(); 
   } 
   catch ( Exception e ) 
   { 
    e.printStackTrace(); 
   } 
  } 
}

动态代理内部实现 。

首先来看看类Proxy的代码实现 Proxy的主要静态变量 。

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// 映射表：用于维护类装载器对象到其对应的代理类缓存
private static Map loaderToCache = new WeakHashMap();
 
// 标记：用于标记一个动态代理类正在被创建中
private static Object pendingGenerationMarker = new Object();
 
// 同步表：记录已经被创建的动态代理类类型，主要被方法 isProxyClass 进行相关的判断
private static Map proxyClasses = Collections.synchronizedMap( new WeakHashMap());
 
// 关联的调用处理器引用
protected InvocationHandler h;

Proxy的构造方法 。

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// 由于 Proxy 内部从不直接调用构造函数，所以 private 类型意味着禁止任何调用
private Proxy() {}
 
// 由于 Proxy 内部从不直接调用构造函数，所以 protected 意味着只有子类可以调用
protected Proxy(InvocationHandler h) { this .h = h;}

Proxy静态方法newProxyInstance 。

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public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[]interfaces,InvocationHandler h) throws IllegalArgumentException {
   // 检查 h 不为空，否则抛异常
   if (h == null ) {
     throw new NullPointerException();
   }
 
   // 获得与指定类装载器和一组接口相关的代理类类型对象
   Class cl = getProxyClass(loader, interfaces);
 
   // 通过反射获取构造函数对象并生成代理类实例
   try {
     Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams);
     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());
   }
}

类Proxy的getProxyClass方法调用ProxyGenerator的 generateProxyClass方法产生ProxySubject.class的二进制数据:

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public static byte [] generateProxyClass( final String name, Class[] interfaces)

我们可以import sun.misc.ProxyGenerator，调用 generateProxyClass方法产生binary data，然后写入文件，最后通过反编译工具来查看内部实现原理。 反编译后的ProxySubject.java Proxy静态方法newProxyInstance 。

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import java.lang.reflect.*; 
public final class ProxySubject extends Proxy 
   implements Subject 
{ 
   private static Method m1; 
   private static Method m0; 
   private static Method m3; 
   private static Method m2; 
   public ProxySubject(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); 
     } 
   } 
   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 void doSomething() 
   { 
     try
     { 
       super .h.invoke( this , m3, null ); 
       return ; 
     } 
     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); 
     } 
   } 
   static
   { 
     try
     { 
       m1 = Class.forName( "java.lang.Object" ).getMethod( "equals" , new Class[] { 
         Class.forName( "java.lang.Object" ) 
       }); 
       m0 = Class.forName( "java.lang.Object" ).getMethod( "hashCode" , new Class[ 0 ]); 
       m3 = Class.forName( "Subject" ).getMethod( "doSomething" , 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()); 
     } 
   } 
}

ProxyGenerator内部是如何生成class二进制数据，可以参考源代码.

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private byte [] generateClassFile() { 
  /*
   * Record that proxy methods are needed for the hashCode, equals,
   * and toString methods of java.lang.Object. This is done before
   * the methods from the proxy interfaces so that the methods from
   * java.lang.Object take precedence over duplicate methods in the
   * proxy interfaces.
   */
  addProxyMethod(hashCodeMethod, Object.class); 
  addProxyMethod(equalsMethod, Object.class); 
  addProxyMethod(toStringMethod, Object.class); 
  /*
   * Now record all of the methods from the proxy interfaces, giving
   * earlier interfaces precedence over later ones with duplicate
   * methods.
   */
  for (int i = 0; i < interfaces.length; i++) { 
    Method[] methods = interfaces[i].getMethods(); 
    for (int j = 0; j < methods.length; j++) { 
   addProxyMethod(methods[j], interfaces[i]); 
    } 
  } 
  /*
   * For each set of proxy methods with the same signature,
   * verify that the methods' return types are compatible.
   */
  for (List<ProxyMethod> sigmethods : proxyMethods.values()) { 
    checkReturnTypes(sigmethods); 
  } 
  /* ============================================================
   * Step 2: Assemble FieldInfo and MethodInfo structs for all of
   * fields and methods in the class we are generating.
   */
  try { 
    methods.add(generateConstructor()); 
    for (List<ProxyMethod> sigmethods : proxyMethods.values()) { 
   for (ProxyMethod pm : sigmethods) { 
     // add static field for method's Method object 
     fields.add(new FieldInfo(pm.methodFieldName, 
    "Ljava/lang/reflect/Method;", 
     ACC_PRIVATE | ACC_STATIC)); 
     // generate code for proxy method and add it 
     methods.add(pm.generateMethod()); 
   } 
    } 
    methods.add(generateStaticInitializer()); 
  } catch (IOException e) { 
    throw new InternalError("unexpected I/O Exception"); 
  } 
  /* ============================================================
   * Step 3: Write the final class file.
   */
  /*
   * Make sure that constant pool indexes are reserved for the
   * following items before starting to write the final class file.
   */
  cp.getClass(dotToSlash(className)); 
  cp.getClass(superclassName); 
  for (int i = 0; i < interfaces.length; i++) { 
    cp.getClass(dotToSlash(interfaces[i].getName())); 
  } 
  /*
   * Disallow new constant pool additions beyond this point, since
   * we are about to write the final constant pool table.
   */
  cp.setReadOnly(); 
  ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream(); 
  DataOutputStream dout = new DataOutputStream(bout); 
  try { 
    /*
     * Write all the items of the "ClassFile" structure.
     * See JVMS section 4.1.
     */
      // u4 magic; 
    dout.writeInt( 0xCAFEBABE ); 
      // u2 minor_version; 
    dout.writeShort(CLASSFILE_MINOR_VERSION); 
      // u2 major_version; 
    dout.writeShort(CLASSFILE_MAJOR_VERSION); 
    cp.write(dout);  // (write constant pool) 
      // u2 access_flags; 
    dout.writeShort(ACC_PUBLIC | ACC_FINAL | ACC_SUPER); 
      // u2 this_class; 
    dout.writeShort(cp.getClass(dotToSlash(className))); 
      // u2 super_class; 
    dout.writeShort(cp.getClass(superclassName)); 
      // u2 interfaces_count; 
    dout.writeShort(interfaces.length); 
      // u2 interfaces[interfaces_count]; 
    for ( int i = 0 ; i < interfaces.length; i++) { 
   dout.writeShort(cp.getClass( 
     dotToSlash(interfaces[i].getName()))); 
    } 
      // u2 fields_count; 
    dout.writeShort(fields.size()); 
      // field_info fields[fields_count]; 
    for (FieldInfo f : fields) { 
   f.write(dout); 
    } 
      // u2 methods_count; 
    dout.writeShort(methods.size()); 
      // method_info methods[methods_count]; 
    for (MethodInfo m : methods) { 
   m.write(dout); 
    } 
        // u2 attributes_count; 
    dout.writeShort( 0 ); // (no ClassFile attributes for proxy classes) 
  } catch (IOException e) { 
    throw new InternalError( "unexpected I/O Exception" ); 
  } 
  return bout.toByteArray();

总结 。

一个典型的动态代理创建对象过程可分为以下四个步骤:

1、通过实现InvocationHandler接口创建自己的调用处理器 IvocationHandler handler = new InvocationHandlerImpl(...); 2、通过为Proxy类指定ClassLoader对象和一组interface创建动态代理类 Class clazz = Proxy.getProxyClass(classLoader,new Class[]{...}); 3、通过反射机制获取动态代理类的构造函数，其参数类型是调用处理器接口类型 Constructor constructor = clazz.getConstructor(new Class[]{InvocationHandler.class}); 4、通过构造函数创建代理类实例，此时需将调用处理器对象作为参数被传入 Interface Proxy = (Interface)constructor.newInstance(new Object[] (handler)); 为了简化对象创建过程，Proxy类中的newInstance方法封装了2~4，只需两步即可完成代理对象的创建。 生成的ProxySubject继承Proxy类实现Subject接口，实现的Subject的方法实际调用处理器的invoke方法，而invoke方法利用反射调用的是被代理对象的的方法（Object result=method.invoke(proxied,args)） 。

美中不足 。

诚然，Proxy已经设计得非常优美，但是还是有一点点小小的遗憾之处，那就是它始终无法摆脱仅支持interface代理的桎梏，因为它的设计注定了这个遗憾。回想一下那些动态生成的代理类的继承关系图，它们已经注定有一个共同的父类叫Proxy。Java的继承机制注定了这些动态代理类们无法实现对class的动态代理，原因是多继承在Java中本质上就行不通。有很多条理由，人们可以否定对 class代理的必要性，但是同样有一些理由，相信支持class动态代理会更美好。接口和类的划分，本就不是很明显，只是到了Java中才变得如此的细化。如果只从方法的声明及是否被定义来考量，有一种两者的混合体，它的名字叫抽象类。实现对抽象类的动态代理，相信也有其内在的价值。此外，还有一些历史遗留的类，它们将因为没有实现任何接口而从此与动态代理永世无缘。如此种种，不得不说是一个小小的遗憾。但是，不完美并不等于不伟大，伟大是一种本质，Java动态代理就是佐例.

感谢阅读，希望能帮助到大家，谢谢大家对本站的支持！ 。

原文链接：http://blog.csdn.net/qq_37810594/article/details/71450830 。

最后此篇关于Java动态代理分析及理解的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于Java动态代理分析及理解的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章，希望大家以后支持我的博客！ 。

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