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JDK动态代理

Java 更新时间: 发布时间: IT归档 最新发布 模块sitemap 名妆网 法律咨询 聚返吧 英语巴士网 伯小乐 网商动力

JDK动态代理

个人理解:
就是当你写了一个接口,里面有方法,然后写了实现类实现方法,完成方法逻辑,然后有一天,想对这个方法进行修改,但是不想改源码,所以有两种方式可以实现。第一种是静态代理,创建一个类继承实现类,然后对方法进行修改,这样太局限,因为只能针对特定的类增强方法,有100个实现类就要创建100个子类去实现。第二种方式是动态代理,可以动态地生成代理类,这是可以接受的。
这篇文章记录的JDK动态代理

1.使用步骤 1.创建需要被代理的接口(必须要有)和实现类
public interface service {
    public void reduceStock();
}
public class ServiceImpl implements service {
    //业务方法
    @Override
    public void reduceStock() {
        System.out.println("扣减库存开始");
    }
}
2.创建代理类

需要实现InvocationHandler接口,重写invoke方法,这里可以对方法进行增强。

public class Dynamicproxy implements InvocationHandler {
    private Object targetObject;

    public Dynamicproxy(Object targetObject) {
        this.targetObject = targetObject;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("日志开始");
        Object invoke = method.invoke(targetObject, args);
        System.out.println("日志结束");
        return invoke;
    }
}
3.创建动态代理对象
        //生成代理类文件 在根目录的同级目录,com下
        System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");
        //实现了接口的业务类
        ServiceImpl iservice = new ServiceImpl();
        //获取Class对象
        Class iserviceClass = iservice.getClass();
        //代理类 实现需要实现InvocationHandler接口,重写invoke方法 传入业务实现类对象
        Dynamicproxy dynamicproxy = new Dynamicproxy(iservice);

        //创建代理类对象
        service so = (service)Proxy.newProxyInstance(iserviceClass.getClassLoader(),
                iserviceClass.getInterfaces(), dynamicproxy);
4.调用接口方法
so.reduceStock();

这样简单的动态代理就实现了。看下生成的代理类对象。
生成的这个代理类对象就是JDK动态代理的灵魂

不知道为啥没有方法内容。。
看了下别人的方法体

可以发现调用的是刚刚创建的代理类的invoke方法,super就是Proxy类,.h就是InvocationHandler接口,方法就是我们实现的invoke方法了。
后面源码介绍的newProxyInstance方法生成的就是这个东西,先根据我们传入的接口数组和类加载器调用getProxyClass0获取这个代理类的Class对象,然后通过Class对象获取有参构造(传入我们写的代理类,实现了InvocationHandler 接口),然后通过有参构造方法newInstance生成对象。

上图可以看出实现了我们自己写的接口,然后调用了接口中的方法,这样就起到了代理的作用

所以调用方法的逻辑是:
1.代理类的proxy方法
2.method.invoke方法
3.实现类的方法

这是接口有实现类的动态代理,还有一种是只有接口没有实现类的JDK动态代理,例如mybatis的mapper接口没有实现类,也是通过JDK动态代理实现的方法执行。
区别是重写invoke方法时,返回invoke方法的返回值,有实现类的时候是返回实现类方法的返回值。

2.Proxy类源码

JDK动态代理的重要方法是这个:

 //创建代理类对象
        service so = (service)Proxy.newProxyInstance(iserviceClass.getClassLoader(),
                iserviceClass.getInterfaces(), dynamicproxy);

所以肯定要看下这个类,
1.获取到代理类的Class对象
2.获取到代理类的构造器
3.调用构造方法创建对象

    public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
                                          Class[] interfaces,
                                          InvocationHandler h)
        throws IllegalArgumentException
    {
        Objects.requireNonNull(h);

        final Class[] intfs = interfaces.clone();
        final SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
        if (sm != null) {
            checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs);
        }

        
         //1.获取到代理类
        Class cl = getProxyClass0(loader, intfs);

        
        try {
            if (sm != null) {
                checkNewProxyPermission(Reflection.getCallerClass(), cl);
            }
			//2.获取到代理类的构造器
            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;
                    }
                });
            }
            //3.调用构造方法创建对象
            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);
        }
    }

最关键的肯定是第一步了,怎么获取这个代理类的Class呢

可以看到传入了实现类的接口数组和实现类的类加载器。

1.getProxyClass0方法

见名知义:获取代理类

    private static Class getProxyClass0(ClassLoader loader,
                                           Class... interfaces) {
        if (interfaces.length > 65535) {
            throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");
        }

        // If the proxy class defined by the given loader implementing
        // the given interfaces exists, this will simply return the cached copy;
        // otherwise, it will create the proxy class via the ProxyClassFactory
        return proxyClassCache.get(loader, interfaces);
    }

proxyClassCache是WeakCache类型的
见名知义:代理类缓存,意思是先从缓存中获取。

2.WeakCache类的get方法

核心代码:V value = supplier.get();
也就是是内部类Factory的get()方法,第一次调用时value会为空

	//K为类加载器 P是接口数组
    public V get(K key, P parameter) {
        Objects.requireNonNull(parameter);

        expungeStaleEntries();
		//缓存的key 是类加载器
        Object cacheKey = CacheKey.valueOf(key, refQueue);

        // lazily install the 2nd level valuesMap for the particular cacheKey
        ConcurrentMap> valuesMap = map.get(cacheKey);
        if (valuesMap == null) {
            ConcurrentMap> oldValuesMap
                = map.putIfAbsent(cacheKey,
                                  valuesMap = new ConcurrentHashMap<>());
            if (oldValuesMap != null) {
                valuesMap = oldValuesMap;
            }
        }

        // create subKey and retrieve the possible Supplier stored by that
        // subKey from valuesMap
        //通过subkeyfactory创建key对象
        Object subKey = Objects.requireNonNull(subKeyFactory.apply(key, parameter));
        Supplier supplier = valuesMap.get(subKey);
        Factory factory = null;

        while (true) {
            if (supplier != null) {
                // supplier might be a Factory or a CacheValue instance
                //4.实际调用了内部类Factory的get()方法,创建了一个代理类
                V value = supplier.get();
                if (value != null) {
                    return value;
                }
            }
            // else no supplier in cache
            // or a supplier that returned null (could be a cleared CacheValue
            // or a Factory that wasn't successful in installing the CacheValue)

            // lazily construct a Factory
            if (factory == null) {
                factory = new Factory(key, parameter, subKey, valuesMap);
            }

            if (supplier == null) {
                supplier = valuesMap.putIfAbsent(subKey, factory);
                if (supplier == null) {
                    // successfully installed Factory
                    supplier = factory;
                }
                // else retry with winning supplier
            } else {
                if (valuesMap.replace(subKey, supplier, factory)) {
                    // successfully replaced
                    // cleared CacheEntry / unsuccessful Factory
                    // with our Factory
                    supplier = factory;
                } else {
                    // retry with current supplier
                    supplier = valuesMap.get(subKey);
                }
            }
        }
    }

这个supplier是WeakCache类的内部类Factory,Factory的get方法如下

3.Factory的get方法
        @Override
        public synchronized V get() { // serialize access
            // re-check
            Supplier supplier = valuesMap.get(subKey);
            if (supplier != this) {
                // something changed while we were waiting:
                // might be that we were replaced by a CacheValue
                // or were removed because of failure ->
                // return null to signal WeakCache.get() to retry
                // the loop
                return null;
            }
            // else still us (supplier == this)

            // create new value
            V value = null;
            try {
            	//这个value就是Class类了,根据他获取构造器,然后创建对象
                value = Objects.requireNonNull(valueFactory.apply(key, parameter));
            } finally {
                if (value == null) { // remove us on failure
                    valuesMap.remove(subKey, this);
                }
            }
            // the only path to reach here is with non-null value
            assert value != null;

            // wrap value with CacheValue (WeakReference)
            CacheValue cacheValue = new CacheValue<>(value);

            // try replacing us with CacheValue (this should always succeed)
            if (valuesMap.replace(subKey, this, cacheValue)) {
                // put also in reverseMap
                reverseMap.put(cacheValue, Boolean.TRUE);
            } else {
                throw new AssertionError("Should not reach here");
            }

            // successfully replaced us with new CacheValue -> return the value
            // wrapped by it
            return value;
        }
    }

核心代码:valueFactory.apply(key, parameter)
valueFatory:在创建WeakCache时就已经创建了,是ProxyClassFactory类型的(代理类工厂)。

4.proxy类的内部类ProxyClassFactory的apply方法

这个方法最终就会生成代理对象了。
包括给代理对象命名,生成字节码,将字节码转为Class对象

    private static final class ProxyClassFactory
        implements BiFunction[], Class>
    {
        // prefix for all proxy class names
        //代理类的前缀
        private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy";
		
		//代理类计数器
        // next number to use for generation of unique proxy class names
        private static final AtomicLong nextUniqueNumber = new AtomicLong();

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

            Map, Boolean> interfaceSet = new IdentityHashMap<>(interfaces.length);
            //校验代理类接口
            for (Class intf : interfaces) {
                
                Class interfaceClass = null;
                try {
                	//获取Class对象
                    interfaceClass = Class.forName(intf.getName(), false, loader);
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                }
                if (interfaceClass != intf) {
                    throw new IllegalArgumentException(
                        intf + " is not visible from class loader");
                }
                
                 //判断是不是接口
                if (!interfaceClass.isInterface()) {
                    throw new IllegalArgumentException(
                        interfaceClass.getName() + " is not an interface");
                }
                
                 //检查是否重复
                if (interfaceSet.put(interfaceClass, Boolean.TRUE) != null) {
                    throw new IllegalArgumentException(
                        "repeated interface: " + interfaceClass.getName());
                }
            }

            String proxyPkg = null;     // package to define proxy class in
            int accessFlags = Modifier.PUBLIC | Modifier.FINAL;

            
            // 当接口修饰符是public,则所有包都可以使用
            // 当接口是非public,则生成的代理类必须和接口在与非public接口同一个包下
            // 如果非public的接口均在同一个包下,则生成的代理类放在非public接口同一个包下
            // 而如果非public的接口存在多个,且在不同包下,则抛出异常
            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");
                    }
                }
            }
			 如果都是公有的接口,则代理类默认放在com.sun.proxy包下
            if (proxyPkg == null) {
                // if no non-public proxy interfaces, use com.sun.proxy package
                proxyPkg = ReflectUtil.PROXY_PACKAGE + ".";
            }

            
             //计数器
            long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement();
            //包名+类名+数字
            String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;

            
             //生成代理类字节码
            byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(
                proxyName, interfaces, accessFlags);
            try {
            	//字节码转为对象
                return defineClass0(loader, proxyName,
                                    proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);
            } catch (ClassFormatError e) {
                
                throw new IllegalArgumentException(e.toString());
            }
        }
    }

回头再看下这三个方法
发现WeakCache类的get方法和Factory的get方法都是和缓存相关的,最终的处理还是在proxy类的内部类ProxyClassFactory的apply方法中。
仿真看下这个方法



最终的名字


最后:使用传进来的classLoader将代理类字节码加载到JVM中

5.回到newProxyInstance方法

到现在为止,newProxyInstance的第一个方法就执行完了。得到了这么一个东西

然后就是通过Class对象调用构造器,这里是有参构造,传入了InvocationHandler

h是我们调用newProxyInstance方法是传入的最后一个参数,我们自己写的代理类,实现了InvocationHandler 接口


最后调用newInstance方法,创建了对象

有了这个代理对象,就可以调用我们自己接口中的方法了,然后会调用代理类中的invoke方法,也就是我们想要增强的方法

参考链接
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