JDK动态代理本质（转）

来源：互联网发布：mac怎么调出所有应用编辑：程序博客网时间：2024/06/15 00:38

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。

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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？

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/**  * 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  收藏代码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;      }

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。
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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  收藏代码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");      }  }

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。
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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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