深入理解Java Proxy机制 应用在 Hadoop RPC 框架

来源:互联网 发布:centos安装hadoop 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 12:21

http://blog.csdn.net/rokii/article/details/4046098


最近在研究Hadoop 源码,发现hadoop 构建了RPC框架,而这个框架内用到了java Proxy的机制,也就是动态代理类


动态代理其实就是java.lang.reflect.Proxy类动态的根据您指定的所有接口生成一个class byte,该class会继承Proxy类,并实现所有你指定的接口(您在参数中传入的接口数组);然后再利用您指定的classloader将 class byte加载进系统,最后生成这样一个类的对象,并初始化该对象的一些值,如invocationHandler,以即所有的接口对应的Method成员。 初始化之后将对象返回给调用的客户端。这样客户端拿到的就是一个实现你所有的接口的Proxy对象。请看实例分析:

一  业务接口类

public interface BusinessProcessor {
 public void processBusiness();
}

二 业务实现类

public class BusinessProcessorImpl implements BusinessProcessor {
 public void processBusiness() {
  System.out.println("processing business.....");
 }
}

三 业务代理类

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;

public class BusinessProcessorHandler implements InvocationHandler {

 private Object target = null;
 
 BusinessProcessorHandler(Object target){
  this.target = target;
 }
 
 public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
   throws Throwable {
  System.out.println("You can do something here before process your business");
  Object result = method.invoke(target, args);
  System.out.println("You can do something here after process your business");
  return result;
 }

}

四 客户端应用类

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;
import java.lang.reflect.Proxy;

public class Test {

 public static void main(String[] args) {
  BusinessProcessorImpl bpimpl = new BusinessProcessorImpl();
  BusinessProcessorHandler handler = new BusinessProcessorHandler(bpimpl);
  BusinessProcessor bp = (BusinessProcessor)Proxy.newProxyInstance(bpimpl.getClass().getClassLoader(), bpimpl.getClass().getInterfaces(), handler);
  bp.processBusiness();
 }
}

现在我们看一下打印结果:

You can do something here before process your business
processing business.....
You can do something here after process your business

通过结果我们就能够很简单的看出Proxy的作用了,它能够在你的核心业务方法前后做一些你所想做的辅助工作,如log日志,安全机制等等。

 

现在我们来分析一下上面的类的工作原理。

类一二没什么好说的。先看看类三吧。 实现了InvocationHandler接口的invoke方法。其实这个类就是最终Proxy调用的固定接口方法。Proxy不管客户端的业务方法是怎么实现的。当客户端调用Proxy时,它只

会调用InvocationHandler的invoke接口,所以我们的真正实现的方法就必须在invoke方法中去调用。关系如下:

 BusinessProcessorImpl bpimpl = new BusinessProcessorImpl();
 BusinessProcessorHandler handler = new BusinessProcessorHandler(bpimpl);

BusinessProcessor bp = (BusinessProcessor)Proxy.newProxyInstance(....);

bp.processBusiness()-->invocationHandler.invoke()-->bpimpl.processBusiness();

那么bp到底是怎么样一个对象呢。我们改一下main方法看一下就知道了:

 public static void main(String[] args) {
  BusinessProcessorImpl bpimpl = new BusinessProcessorImpl();
  BusinessProcessorHandler handler = new BusinessProcessorHandler(bpimpl);
  BusinessProcessor bp = (BusinessProcessor)Proxy.newProxyInstance(bpimpl.getClass().getClassLoader(), bpimpl.getClass().getInterfaces(), handler);
  bp.processBusiness();
  System.out.println(bp.getClass().getName());
 }

输出结果:

You can do something here before process your business
processing business.....
You can do something here after process your business
$Proxy0

bp原来是个$Proxy0这个类的对象。那么这个类到底是长什么样子呢?好的。我们再写二个方法去把这个类打印出来看个究竟,是什么三头六臂呢?我们在main下面写如下两个静态方法。

public static String getModifier(int modifier){
  String result = "";
  switch(modifier){
   case Modifier.PRIVATE:
    result = "private";
   case Modifier.PUBLIC:
    result = "public";
   case Modifier.PROTECTED:
    result = "protected";
   case Modifier.ABSTRACT :
    result = "abstract";
   case Modifier.FINAL :
    result = "final";
   case Modifier.NATIVE :
    result = "native";
   case Modifier.STATIC :
    result = "static";
   case Modifier.SYNCHRONIZED :
    result = "synchronized";
   case Modifier.STRICT  :
    result = "strict";
   case Modifier.TRANSIENT :
    result = "transient";
   case Modifier.VOLATILE :
    result = "volatile";
   case Modifier.INTERFACE :
    result = "interface";
  }
  return result;
 }
 
 public static void printClassDefinition(Class clz){
 
  String clzModifier = getModifier(clz.getModifiers());
  if(clzModifier!=null && !clzModifier.equals("")){
   clzModifier = clzModifier + " ";
  }
  String superClz = clz.getSuperclass().getName();
  if(superClz!=null && !superClz.equals("")){
   superClz = "extends " + superClz;
  }
 
  Class[] interfaces = clz.getInterfaces();
 
  String inters = "";
  for(int i=0; i<interfaces.length; i++){
   if(i==0){
    inters += "implements ";
   }
   inters += interfaces[i].getName();
  }
 
  System.out.println(clzModifier +clz.getName()+" " + superClz +" " + inters );
  System.out.println("{");
 
  Field[] fields = clz.getDeclaredFields();
  for(int i=0; i<fields.length; i++){
   String modifier = getModifier(fields[i].getModifiers());
   if(modifier!=null && !modifier.equals("")){
    modifier = modifier + " ";
   }
   String fieldName = fields[i].getName();
   String fieldType = fields[i].getType().getName();
   System.out.println("    "+modifier + fieldType + " "+ fieldName + ";");
  }
 
  System.out.println();
 
  Method[] methods = clz.getDeclaredMethods();
  for(int i=0; i<methods.length; i++){
   Method method = methods[i];

   String modifier = getModifier(method.getModifiers());
   if(modifier!=null && !modifier.equals("")){
    modifier = modifier + " ";
   }
  
   String methodName = method.getName();
  
   Class returnClz = method.getReturnType();
   String retrunType = returnClz.getName();
  
   Class[] clzs = method.getParameterTypes();
   String paraList = "(";
   for(int j=0; j<clzs.length; j++){
    paraList += clzs[j].getName();
    if(j != clzs.length -1 ){
     paraList += ", ";
    }
   }
   paraList += ")";
  
   clzs = method.getExceptionTypes();
   String exceptions = "";
   for(int j=0; j<clzs.length; j++){
    if(j==0){
     exceptions += "throws ";
    }

    exceptions += clzs[j].getName();
   
    if(j != clzs.length -1 ){
     exceptions += ", ";
    }
   }
  
   exceptions += ";";
  
   String methodPrototype = modifier +retrunType+" "+methodName+paraList+exceptions;
  
   System.out.println("    "+methodPrototype );
  
  }
  System.out.println("}");
 }

 

再改写main方法

 public static void main(String[] args) {
  BusinessProcessorImpl bpimpl = new BusinessProcessorImpl();
  BusinessProcessorHandler handler = new BusinessProcessorHandler(bpimpl);
  BusinessProcessor bp = (BusinessProcessor)Proxy.newProxyInstance(bpimpl.getClass().getClassLoader(), bpimpl.getClass().getInterfaces(), handler);
  bp.processBusiness();
  System.out.println(bp.getClass().getName());
  Class clz = bp.getClass();
  printClassDefinition(clz);
 }

现在我们再看看输出结果:

You can do something here before process your business
processing business.....
You can do something here after process your business
$Proxy0
$Proxy0 extends java.lang.reflect.Proxy implements com.tom.proxy.dynamic.BusinessProcessor
{
    java.lang.reflect.Method m4;
    java.lang.reflect.Method m2;
    java.lang.reflect.Method m0;
    java.lang.reflect.Method m3;
    java.lang.reflect.Method m1;

    void processBusiness();
    int hashCode();
    boolean equals(java.lang.Object);
    java.lang.String toString();
}

很明显,Proxy.newProxyInstance方法会做如下几件事:

1,根据传入的第二个参数interfaces动态生成一个类,实现interfaces中的接口,该例中即BusinessProcessor接口的processBusiness方法。并且继承了Proxy类,重写了hashcode,toString,equals等三个方法。具体实现可参看 ProxyGenerator.generateProxyClass(...); 该例中生成了$Proxy0类

2,通过传入的第一个参数classloder将刚生成的类加载到jvm中。即将$Proxy0类load

3,利用第三个参数,调用$Proxy0的$Proxy0(InvocationHandler)构造函数 创建$Proxy0的对象,并且用interfaces参数遍历其所有接口的方法,并生成Method对象初始化对象的几个Method成员变量

4,将$Proxy0的实例返回给客户端。

现在好了。我们再看客户端怎么调就清楚了。

1,客户端拿到的是$Proxy0的实例对象,由于$Proxy0继承了BusinessProcessor,因此转化为BusinessProcessor没任何问题。

BusinessProcessor bp = (BusinessProcessor)Proxy.newProxyInstance(....);

2,bp.processBusiness();

实际上调用的是$Proxy0.processBusiness();那么$Proxy0.processBusiness()的实现就是通过InvocationHandler去调用invoke方法啦!





Hadoop RPC.java中的newProxyInstance

 public static VersionedProtocol getProxy(Class<?> protocol,
      long clientVersion, InetSocketAddress addr, UserGroupInformation ticket,
      Configuration conf, SocketFactory factory) throws IOException {    

    VersionedProtocol proxy =
        (VersionedProtocol) Proxy.newProxyInstance(
            protocol.getClassLoader(), new Class[] { protocol },
            new Invoker(addr, ticket, conf, factory));
    long serverVersion = proxy.getProtocolVersion(protocol.getName(),
                                                  clientVersion);
    if (serverVersion == clientVersion) {
      return proxy;
    } else {
      throw new VersionMismatch(protocol.getName(), clientVersion,
                                serverVersion);
    }
  }


调用hadoop RPC的应用示例程序




# RPC调用
Client发起调用请求,请求调用Server端的对象的方法

# MyRpcServer类
package com.yting.hadoop.rpc;

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.ipc.RPC;
import org.apache.hadoop.ipc.RPC.Server;

public class MyRpcServer {
    public static String BIND_ADDRESS = "localhost";   // 绑定地址
    public static int PORT = 1129;                    // 绑定端口
    
    /** Construct an RPC server. 构造一个RPC的Server
     * @param instance the instance whose methods will be called 实例中的方法被客户端调用的实例
     * @param conf the configuration to use 使用的配置
     * @param bindAddress the address to bind on to listen for connection 绑定的地址用于监听链接的到来
     * @param port the port to listen for connections on 端口也是用于监听链接的到来
     * @throws Exception
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MyInstance myInstance = new MyInstanceImpl();
        final Server server = RPC.getServer(myInstance, BIND_ADDRESS, PORT, new Configuration());
        server.start();
    }
}
# MyRpcClient类
package com.yting.hadoop.rpc;

import java.net.InetSocketAddress;

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.ipc.RPC;

public class MyRpcClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        /** Construct a client-side proxy object that implements the named protocol,
           * talking to a server at the named address. */
        /*
         * Class<? extends VersionedProtocol> protocol,
         * long clientVersion,
         * InetSocketAddress addr,
         * Configuration conf
         */
        MyInstance proxy = (MyInstance) RPC.waitForProxy(MyInstance.class, MyInstance.versionID, new InetSocketAddress(MyRpcServer.BIND_ADDRESS, MyRpcServer.PORT), new Configuration());
        String retVal = proxy.hello("world");
        System.out.println("客户端调用结果:" + retVal);
        RPC.stopProxy(proxy);
    }
}
# MyInstance接口
package com.yting.hadoop.rpc;

import org.apache.hadoop.ipc.VersionedProtocol;

public interface MyInstance extends VersionedProtocol {
    public static final long versionID = 1234567L;
    
    public abstract String hello(String name);

}
# MyInstanceImpl 实现
package com.yting.hadoop.rpc;

import java.io.IOException;

public class MyInstanceImpl  implements MyInstance{
    /* (non-Javadoc)
     * @see com.yting.hadoop.rpc.MyInstance#hello(java.lang.String)
     */
    @Override
    public String hello(String name) {
        System.out.println("我被调用了、、、");
        return "hello" + name;
    }

    @Override
    public long getProtocolVersion(String protocol, long clientVersion) throws IOException {
        return MyInstance.versionID;
    }
}
# 运行结果
客户端的运行结果
客户端调用结果:helloworld
服务端的运行结果
14/03/02 15:35:42 INFO ipc.Server: Starting SocketReader
14/03/02 15:35:42 INFO ipc.Server: IPC Server Responder: starting
14/03/02 15:35:42 INFO ipc.Server: IPC Server listener on 1129: starting
14/03/02 15:35:42 INFO ipc.Server: IPC Server handler 0 on 1129: starting
我被调用了、、、






















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