【轉(zhuǎn)】Java動(dòng)態(tài)代理機(jī)制

基礎(chǔ):class文件簡(jiǎn)介及加載流程

Java編譯器編譯好Java文件之后,產(chǎn)生.class 文件在磁盤中。這種class文件(也可來(lái)自網(wǎng)絡(luò)、程序生成)是二進(jìn)制文件,內(nèi)容是只有JVM虛擬機(jī)能夠識(shí)別的機(jī)器碼。JVM虛擬機(jī)讀取字節(jié)碼文件,取出二進(jìn)制數(shù)據(jù),加載到內(nèi)存中, 解析.class 文件內(nèi)的信息,生成對(duì)應(yīng)的 Class對(duì)象。

  • class文件編譯加載執(zhí)行流程如下圖
class生成加載執(zhí)行
  • class字節(jié)碼文件是根據(jù)JVM虛擬機(jī)規(guī)范中規(guī)定的字節(jié)碼組織規(guī)則生成的、具體class文件是怎樣組織類信息的,可以參考 此博文:深入理解Java Class文件格式系列。
  • 下面通過(guò)一段代碼演示手動(dòng)加載 class文件字節(jié)碼到系統(tǒng)內(nèi),轉(zhuǎn)換成class對(duì)象,然后再實(shí)例化的過(guò)程。

a. 定義一個(gè) Programmer類:


package samples;  

public class Programmer {  
  
    public void code()  
    {  
        System.out.println("I'm a Programmer,Just Coding.....");  
    }  
}  

b. 自定義一個(gè)類加載器:

package samples;  

public class MyClassLoader extends ClassLoader {  
  
    public Class<?> defineMyClass( byte[] b, int off, int len)   
    {  
        return super.defineClass(b, off, len);  
    }  
}  

** c. 然后編譯成Programmer.class文件,在程序中讀取字節(jié)碼,然后轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的class對(duì)象,再實(shí)例化:**

package samples;  
  
import java.io.File;  
import java.io.FileInputStream;  
import java.io.FileNotFoundException;  
import java.io.IOException;  
import java.io.InputStream;  
import java.net.URL;  
  
public class MyTest {  
  
    public static void main(String[] args) throws IOException {  
        //讀取本地的class文件內(nèi)的字節(jié)碼,轉(zhuǎn)換成字節(jié)碼數(shù)組  
        File file = new File(".");  
        InputStream  input = new FileInputStream(file.getCanonicalPath()+"\\bin\\samples\\Programmer.class");  
        byte[] result = new byte[1024];  
          
        int count = input.read(result);  
        // 使用自定義的類加載器將 byte字節(jié)碼數(shù)組轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的class對(duì)象  
        MyClassLoader loader = new MyClassLoader();  
        Class clazz = loader.defineMyClass( result, 0, count);  
        //測(cè)試加載是否成功,打印class 對(duì)象的名稱  
        System.out.println(clazz.getCanonicalName());  
                  
               //實(shí)例化一個(gè)Programmer對(duì)象  
               Object o= clazz.newInstance();  
               try {  
                   //調(diào)用Programmer的code方法  
                    clazz.getMethod("code", null).invoke(o, null);  
                   } catch (IllegalArgumentException | InvocationTargetException  
                        | NoSuchMethodException | SecurityException e) {  
                     e.printStackTrace();  
                  }  
 }  
}  

在運(yùn)行期的代碼中生成二進(jìn)制字節(jié)碼

由于JVM通過(guò)字節(jié)碼的二進(jìn)制信息加載類的,那么,如果我們?cè)谶\(yùn)行期系統(tǒng)中,遵循Java編譯系統(tǒng)組織.class文件的格式和結(jié)構(gòu),生成相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)據(jù),然后再把這個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)加載轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的類,這樣,就完成了在代碼中,動(dòng)態(tài)創(chuàng)建一個(gè)類的能力了。

動(dòng)態(tài)創(chuàng)建類
  • 在運(yùn)行時(shí)期可以按照J(rèn)ava虛擬機(jī)規(guī)范對(duì)class文件的組織規(guī)則生成對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制字節(jié)碼。當(dāng)前有很多開(kāi)源框架可以完成這些功能,如ASM,Javassist

  • ASM: 是一個(gè) Java 字節(jié)碼操控框架。它能夠以二進(jìn)制形式修改已有類或者動(dòng)態(tài)生成類。ASM 可以直接產(chǎn)生二進(jìn)制 class 文件,也可以在類被加載入 Java 虛擬機(jī)之前動(dòng)態(tài)改變類行為。ASM 從類文件中讀入信息后,能夠改變類行為,分析類信息,甚至能夠根據(jù)用戶要求生成新類。

不過(guò)ASM在創(chuàng)建class字節(jié)碼的過(guò)程中,操縱的級(jí)別是底層JVM的匯編指令級(jí)別,這要求ASM使用者要對(duì)class組織結(jié)構(gòu)和JVM匯編指令有一定的了解。

  • Javassist是一個(gè)開(kāi)源的分析、編輯和創(chuàng)建Java字節(jié)碼的類庫(kù)。是由東京工業(yè) 大學(xué)的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)系的 Shigeru Chiba (千葉 滋)所創(chuàng)建的。它已加入了開(kāi)放源代碼JBoss 應(yīng)用服務(wù)器項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)AOP框架。其主要的優(yōu)點(diǎn),在于簡(jiǎn)單,而且快速。直接使用java編碼的形式,而不需要了解虛擬機(jī)指令,就能動(dòng)態(tài)改變類的結(jié)構(gòu),或者動(dòng)態(tài)生成類。
    下面通過(guò)Javassist創(chuàng)建上述的Programmer類:
import javassist.ClassPool;  
import javassist.CtClass;  
import javassist.CtMethod;  
import javassist.CtNewMethod;  
  
public class MyGenerator {  
  
    public static void main(String[] args) throws Exception {  
        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();  
        //創(chuàng)建Programmer類       
        CtClass cc= pool.makeClass("com.samples.Programmer");  
        //定義code方法  
        CtMethod method = CtNewMethod.make("public void code(){}", cc);  
        //插入方法代碼  
        method.insertBefore("System.out.println(\"I'm a Programmer,Just Coding.....\");");  
        cc.addMethod(method);  
        //保存生成的字節(jié)碼  
        cc.writeFile("d://temp");  
    }  
}  
  • 通過(guò)JD-gui反編譯工具打開(kāi)Programmer.class 可以看到以下代碼:
反編譯代碼

代理的基本構(gòu)成

代理模式上,基本上有Subject角色,RealSubject角色,Proxy角色。其中:Subject角色負(fù)責(zé)定義RealSubject和 Proxy角色應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的接口;RealSubject角色用來(lái)真正完成業(yè)務(wù)服務(wù)功能;Proxy角色負(fù)責(zé)將自身的Request請(qǐng)求,調(diào)用 realsubject 對(duì)應(yīng)的request功能來(lái)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)功能,自己不真正做業(yè)務(wù)。

靜態(tài)代理模式
  • 上面的這幅代理結(jié)構(gòu)圖是典型的靜態(tài)的代理模式:
    當(dāng) 在代碼階段規(guī)定這種代理關(guān)系,Proxy類通過(guò)編譯器編譯成class文件,當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),此class已經(jīng)存在了。這種靜態(tài)的代理模式固然在訪問(wèn)無(wú)法訪 問(wèn)的資源,增強(qiáng)現(xiàn)有的接口業(yè)務(wù)功能方面有很大的優(yōu)點(diǎn),但是大量使用這種靜態(tài)代理,會(huì)使我們系統(tǒng)內(nèi)的類的規(guī)模增大,并且不易維護(hù);并且由于Proxy和 RealSubject的功能 本質(zhì)上是相同的,Proxy只是起到了中介的作用,這種代理在系統(tǒng)中的存在,導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較臃腫和松散。

為了解決這個(gè)問(wèn)題,就有了動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建Proxy的想法:

  • 在運(yùn)行狀態(tài)中,需要代理的地方,根據(jù)Subject 和RealSubject,動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建一個(gè)Proxy,用完之后,就會(huì)銷毀,這樣就可以避免了Proxy 角色的class在系統(tǒng)中冗雜的問(wèn)題了。

下面以一個(gè)代理模式實(shí)例闡述這一問(wèn)題:

  • 將車站的售票服務(wù)抽象出一個(gè)接口TicketService,包含問(wèn)詢,賣票,退票功能,車站類Station實(shí)現(xiàn)了TicketService接口,車票代售點(diǎn)StationProxy則實(shí)現(xiàn)了代理角色的功能,類圖如下所示。


    代理實(shí)例
package com.foo.proxy;  
/** 
 * 售票服務(wù)接口  
 */  
public interface TicketService {  
  
    //售票  
    public void sellTicket();  
      
    //問(wèn)詢  
    public void inquire();  
      
    //退票  
    public void withdraw();  
      
}  

package com.foo.proxy;  
  
/** 
 * 售票服務(wù)接口實(shí)現(xiàn)類,車站 
 */  
public class Station implements TicketService {  
  
    @Override  
    public void sellTicket() {  
        System.out.println("\n\t售票.....\n");  
    }  
  
    @Override  
    public void inquire() {  
        System.out.println("\n\t問(wèn)詢。。。。\n");  
    }  
  
    @Override  
    public void withdraw() {  
        System.out.println("\n\t退票......\n");  
    }  
}  

package com.foo.proxy;  
  
/** 
 * 車票代售點(diǎn) 會(huì)包裹核心服務(wù)
 * @author louluan 
 * 
 */  
public class StationProxy implements TicketService {  
  
    private Station station;  
  
    public StationProxy(Station station){  
        this.station = station;  
    }  
      
    @Override  
    public void sellTicket() {  
  
        // 1.做真正業(yè)務(wù)前,提示信息  
        this.showAlertInfo("××××您正在使用車票代售點(diǎn)進(jìn)行購(gòu)票,每張票將會(huì)收取5元手續(xù)費(fèi)!××××");  
        // 2.調(diào)用真實(shí)業(yè)務(wù)邏輯  
        station.sellTicket();  
        // 3.后處理  
        this.takeHandlingFee();  
        this.showAlertInfo("××××歡迎您的光臨,再見(jiàn)!××××\n");  
  
    }  
  
    @Override  
    public void inquire() {  
        // 1做真正業(yè)務(wù)前,提示信息  
        this.showAlertInfo("××××歡迎光臨本代售點(diǎn),問(wèn)詢服務(wù)不會(huì)收取任何費(fèi)用,本問(wèn)詢信息僅供參考,具體信息以車站真實(shí)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)!××××");  
        // 2.調(diào)用真實(shí)邏輯  
        station.inquire();  
        // 3。后處理  
        this.showAlertInfo("××××歡迎您的光臨,再見(jiàn)!××××\n");  
    }  
  
    @Override  
    public void withdraw() {  
        // 1。真正業(yè)務(wù)前處理  
        this.showAlertInfo("××××歡迎光臨本代售點(diǎn),退票除了扣除票額的20%外,本代理處額外加收2元手續(xù)費(fèi)!××××");  
        // 2.調(diào)用真正業(yè)務(wù)邏輯  
        station.withdraw();  
        // 3.后處理  
        this.takeHandlingFee();  
  
    }  
  
    /* 
     * 展示額外信息 
     */  
    private void showAlertInfo(String info) {  
        System.out.println(info);  
    }  
  
    /* 
     * 收取手續(xù)費(fèi) 
     */  
    private void takeHandlingFee() {  
        System.out.println("收取手續(xù)費(fèi),打印發(fā)票。。。。。\n");  
    } 
}  

由于我們現(xiàn)在不希望靜態(tài)地有StationProxy類存在,希望在代碼中,動(dòng)態(tài)生成器二進(jìn)制代碼,加載進(jìn)來(lái)。為此,使用Javassist開(kāi)源框架,在代碼中動(dòng)態(tài)地生成StationProxy的字節(jié)碼:

package com.foo.proxy;  
  
  
import java.lang.reflect.Constructor;  
  
import javassist.*;  
public class Test {  
  
    public static void main(String[] args) throws Exception {  
       createProxy();  
    }  
      
    /* 
     * 手動(dòng)創(chuàng)建字節(jié)碼 
     */  
    private static void createProxy() throws Exception  
    {  
        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();  
  
        CtClass cc = pool.makeClass("com.foo.proxy.StationProxy");  
          
        //設(shè)置接口  
        CtClass interface1 = pool.get("com.foo.proxy.TicketService");  
        cc.setInterfaces(new CtClass[]{interface1});  
          
        //設(shè)置Field  
        CtField field = CtField.make("private com.foo.proxy.Station station;", cc);  
          
        cc.addField(field);  
          
        CtClass stationClass = pool.get("com.foo.proxy.Station");  
        CtClass[] arrays = new CtClass[]{stationClass};  
        CtConstructor ctc = CtNewConstructor.make(arrays,null,CtNewConstructor.PASS_NONE,null,null, cc);  
        //設(shè)置構(gòu)造函數(shù)內(nèi)部信息  
        ctc.setBody("{this.station=$1;}");  
        cc.addConstructor(ctc);  
  
        //創(chuàng)建收取手續(xù) takeHandlingFee方法  
        CtMethod takeHandlingFee = CtMethod.make("private void takeHandlingFee() {}", cc);  
        takeHandlingFee.setBody("System.out.println(\"收取手續(xù)費(fèi),打印發(fā)票。。。。。\");");  
        cc.addMethod(takeHandlingFee);  
          
        //創(chuàng)建showAlertInfo 方法  
        CtMethod showInfo = CtMethod.make("private void showAlertInfo(String info) {}", cc);  
        showInfo.setBody("System.out.println($1);");  
        cc.addMethod(showInfo);  
          
        //sellTicket  
        CtMethod sellTicket = CtMethod.make("public void sellTicket(){}", cc);  
        sellTicket.setBody("{this.showAlertInfo(\"××××您正在使用車票代售點(diǎn)進(jìn)行購(gòu)票,每張票將會(huì)收取5元手續(xù)費(fèi)!××××\");"  
                + "station.sellTicket();"  
                + "this.takeHandlingFee();"  
                + "this.showAlertInfo(\"××××歡迎您的光臨,再見(jiàn)!××××\");}");  
        cc.addMethod(sellTicket);  
          
        //添加inquire方法  
        CtMethod inquire = CtMethod.make("public void inquire() {}", cc);  
        inquire.setBody("{this.showAlertInfo(\"××××歡迎光臨本代售點(diǎn),問(wèn)詢服務(wù)不會(huì)收取任何費(fèi)用,本問(wèn)詢信息僅供參考,具體信息以車站真實(shí)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)!××××\");"  
        + "station.inquire();"  
        + "this.showAlertInfo(\"××××歡迎您的光臨,再見(jiàn)!××××\");}"  
        );  
        cc.addMethod(inquire);  
          
        //添加widthraw方法  
        CtMethod withdraw = CtMethod.make("public void withdraw() {}", cc);  
        withdraw.setBody("{this.showAlertInfo(\"××××歡迎光臨本代售點(diǎn),退票除了扣除票額的20%外,本代理處額外加收2元手續(xù)費(fèi)!××××\");"  
                + "station.withdraw();"  
                + "this.takeHandlingFee();}"  
                );  
        cc.addMethod(withdraw);  
          
        //獲取動(dòng)態(tài)生成的class  
        Class c = cc.toClass();  
        //獲取構(gòu)造器  
        Constructor constructor= c.getConstructor(Station.class);  
        //通過(guò)構(gòu)造器實(shí)例化  
        TicketService o = (TicketService)constructor.newInstance(new Station());  
        o.inquire();  
          
        cc.writeFile("D://test");  
    }  
      
}  
  • 上述代碼執(zhí)行過(guò)后,會(huì)產(chǎn)生StationProxy的字節(jié)碼,并且用生成字節(jié)碼加載如內(nèi)存創(chuàng)建對(duì)象,調(diào)用inquire()方法,會(huì)得到以下結(jié)果:
執(zhí)行結(jié)果

通過(guò)上面動(dòng)態(tài)生成的代碼,我們發(fā)現(xiàn),其 實(shí)現(xiàn)相當(dāng)?shù)芈闊┰趧?chuàng)造的過(guò)程中,含有太多的業(yè)務(wù)代碼。我們使用上述創(chuàng)建Proxy代理類的方式的初衷是減少系統(tǒng)代碼的冗雜度,但是上述做法卻增加了在動(dòng)態(tài) 創(chuàng)建代理類過(guò)程中的復(fù)雜度:手動(dòng)地創(chuàng)建了太多的業(yè)務(wù)代碼,并且封裝性也不夠,完全不具有可拓展性和通用性。如果某個(gè)代理類的一些業(yè)務(wù)邏輯非常復(fù)雜,上述的 動(dòng)態(tài)創(chuàng)建代理的方式是非常不可取的!

InvocationHandler角色的由來(lái)

仔細(xì)思考代理模式中的代理Proxy角色。Proxy角色在執(zhí)行代理業(yè)務(wù)的時(shí)候,無(wú)非是在調(diào)用真正業(yè)務(wù)之前或者之后做一些“額外”業(yè)務(wù)。

代理本質(zhì)

有上圖可以看出,代理類處理的邏輯很簡(jiǎn)單:在調(diào)用某個(gè)方法前及方法后做一些額外的業(yè)務(wù)。換一種思路就是:在觸發(fā)(invoke)真實(shí)角色的方法之前或者之 后做一些額外的業(yè)務(wù)。那么,為了構(gòu)造出具有通用性和簡(jiǎn)單性的代理類,可以將所有的觸發(fā)真實(shí)角色動(dòng)作交給一個(gè)觸發(fā)的管理器,讓這個(gè)管理器統(tǒng)一地管理觸發(fā)。這 種管理器就是Invocation Handler
動(dòng)態(tài)代理模式的結(jié)構(gòu)跟上面的靜態(tài)代理模式稍微有所不同,多引入了一個(gè)InvocationHandler角色。

動(dòng)態(tài)代理工作的基本模式就是將自己的方法功能的實(shí)現(xiàn)交給 InvocationHandler角色,外界對(duì)Proxy角色中的每一個(gè)方法的調(diào)用,Proxy角色都會(huì)交給InvocationHandler來(lái)處 理,而InvocationHandler則調(diào)用具體對(duì)象角色的方法。如下圖所示:

動(dòng)態(tài)代理

在這種模式之中:代理Proxy 和RealSubject 應(yīng)該實(shí)現(xiàn)相同的功能,這一點(diǎn)相當(dāng)重要。(我這里說(shuō)的功能,可以理解為某個(gè)類的public方法)
在面向?qū)ο蟮木幊讨校绻覀兿胍s定Proxy 和RealSubject可以實(shí)現(xiàn)相同的功能,有兩種方式:

  • a.一個(gè)比較直觀的方式,就是定義一個(gè)功能接口,然后讓Proxy 和RealSubject來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口。
  • b.還有比較隱晦的方式,就是通過(guò)繼承。因?yàn)槿绻鸓roxy 繼承自RealSubject,這樣Proxy則擁有了RealSubject的功能,Proxy還可以通過(guò)重寫RealSubject中的方法,來(lái)實(shí)現(xiàn)多態(tài)。

其中JDK中提供的創(chuàng)建動(dòng)態(tài)代理的機(jī)制,是以a 這種思路設(shè)計(jì)的,而cglib 則是以b思路設(shè)計(jì)的。

JDK的動(dòng)態(tài)代理創(chuàng)建機(jī)制----通過(guò)接口

比如現(xiàn)在想為RealSubject這個(gè)類創(chuàng)建一個(gè)動(dòng)態(tài)代理對(duì)象,JDK主要會(huì)做以下工作:

1.   獲取 RealSubject上的所有接口列表;
2.   確定要生成的代理類的類名,默認(rèn)為:com.sun.proxy.$ProxyXXXX ;
3.   根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)的接口信息,在代碼中動(dòng)態(tài)創(chuàng)建 該P(yáng)roxy類的字節(jié)碼;
4 .  將對(duì)應(yīng)的字節(jié)碼轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的class 對(duì)象;
5.   創(chuàng)建InvocationHandler 實(shí)例handler,用來(lái)處理Proxy所有方法調(diào)用;
6.   Proxy 的class對(duì)象 以創(chuàng)建的handler對(duì)象為參數(shù),實(shí)例化一個(gè)proxy對(duì)象

JDK通過(guò) java.lang.reflect.Proxy包來(lái)支持動(dòng)態(tài)代理,一般情況下,我們使用下面的newProxyInstance方法

static Object
newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h)
//返回一個(gè)指定接口的代理類實(shí)例,該接口可以將方法調(diào)用指派到指定的調(diào)用處理程序。

而對(duì)于InvocationHandler,我們需要實(shí)現(xiàn)下列的invoke方法:

  • 在調(diào)用代理對(duì)象中的每一個(gè)方法時(shí),在代碼內(nèi)部,都是直接調(diào)用了InvocationHandler 的invoke方法,而invoke方法根據(jù)代理類傳遞給自己的method參數(shù)來(lái)區(qū)分是什么方法。
Object  invoke(Object proxy,Method method,Object[] args)
//在代理實(shí)例上處理方法調(diào)用并返回結(jié)果。

JDK動(dòng)態(tài)代理示例

現(xiàn)在定義兩個(gè)接口Vehicle和Rechargable,Vehicle表示交通工具類,有drive()方法;
Rechargable接口表示可充電的(工具),有recharge() 方法;
定義一個(gè)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)接口的類ElectricCar,類圖如下:

類圖
package com.foo.proxy;  
  
import java.lang.reflect.InvocationHandler;  
import java.lang.reflect.Proxy;  
  
public class Test {  
  
    public static void main(String[] args) {  
  
        ElectricCar car = new ElectricCar();  
        // 1.獲取對(duì)應(yīng)的ClassLoader  
        ClassLoader classLoader = car.getClass().getClassLoader();  
  
        // 2.獲取ElectricCar 所實(shí)現(xiàn)的所有接口  
        Class[] interfaces = car.getClass().getInterfaces();  
        // 3.設(shè)置一個(gè)來(lái)自代理傳過(guò)來(lái)的方法調(diào)用請(qǐng)求處理器,處理所有的代理對(duì)象上的方法調(diào)用  
        InvocationHandler handler = new InvocationHandlerImpl(car);  
        /* 
          4.根據(jù)上面提供的信息,創(chuàng)建代理對(duì)象 在這個(gè)過(guò)程中,  
                         a.JDK會(huì)通過(guò)根據(jù)傳入的參數(shù)信息動(dòng)態(tài)地在內(nèi)存中創(chuàng)建和.class 文件等同的字節(jié)碼 
                 b.然后根據(jù)相應(yīng)的字節(jié)碼轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的class,  
                         c.然后調(diào)用newInstance()創(chuàng)建實(shí)例 
         */  
        Object o = Proxy.newProxyInstance(classLoader, interfaces, handler);  
        Vehicle vehicle = (Vehicle) o;  
        vehicle.drive();  
        Rechargable rechargeable = (Rechargable) o;  
        rechargeable.recharge();  
    }  
}  
/** 
 * 交通工具接口 
 * @author louluan 
 */  
public interface Vehicle {  
    public void drive();  
} 
/** 
 * 可充電設(shè)備接口 
 * @author louluan 
 */  
public interface Rechargable {  
  
    public void recharge();  
}  
/** 
 * 電能車類,實(shí)現(xiàn)Rechargable,Vehicle接口 
 * @author louluan 
 */  
public class ElectricCar implements Rechargable, Vehicle {  
  
    @Override  
    public void drive() {  
        System.out.println("Electric Car is Moving silently...");  
    }  
  
    @Override  
    public void recharge() {  
        System.out.println("Electric Car is Recharging...");  
    }  
  
}  

package com.foo.proxy;  
  
import java.lang.reflect.InvocationHandler;  
import java.lang.reflect.Method;  
  
public class InvocationHandlerImpl implements InvocationHandler {  
  
    private ElectricCar car;  
      
    public InvocationHandlerImpl(ElectricCar car)  
    {  
        this.car=car;  
    }  
      
    @Override  
    public Object invoke(Object paramObject, Method paramMethod,  
            Object[] paramArrayOfObject) throws Throwable {  
        System.out.println("You are going to invoke "+paramMethod.getName()+" ...");  
        paramMethod.invoke(car, null);  
        System.out.println(paramMethod.getName()+" invocation Has Been finished...");  
        return null;  
    }  
  
}  

生成動(dòng)態(tài)代理類的字節(jié)碼并且保存到硬盤中:

JDK提供了sun.misc.ProxyGenerator.generateProxyClass(String proxyName,class[] interfaces) 底層方法來(lái)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)代理類的字節(jié)碼。
下面定義了一個(gè)工具類,用來(lái)將生成的動(dòng)態(tài)代理類保存到硬盤中:

package com.foo.proxy;  
  
import java.io.FileOutputStream;  
import java.io.IOException;  
import java.lang.reflect.Proxy;  
import sun.misc.ProxyGenerator;  
  
public class ProxyUtils {  
  
    /* 
     * 將根據(jù)類信息 動(dòng)態(tài)生成的二進(jìn)制字節(jié)碼保存到硬盤中, 
     * 默認(rèn)的是clazz目錄下 
         * params :clazz 需要生成動(dòng)態(tài)代理類的類 
         * proxyName : 為動(dòng)態(tài)生成的代理類的名稱 
         */  
    public static void generateClassFile(Class clazz,String proxyName)  
    {  
        //根據(jù)類信息和提供的代理類名稱,生成字節(jié)碼  
        byte[] classFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(proxyName, clazz.getInterfaces());   
        String paths = clazz.getResource(".").getPath();  
        System.out.println(paths);  
        FileOutputStream out = null;    
          
        try {  
            //保留到硬盤中  
            out = new FileOutputStream(paths+proxyName+".class");    
            out.write(classFile);    
            out.flush();    
        } catch (Exception e) {    
            e.printStackTrace();    
        } finally {    
            try {    
                out.close();    
            } catch (IOException e) {    
                e.printStackTrace();    
            }    
        }    
    }  
      
}  

現(xiàn)在我們想將生成的代理類起名為“ElectricCarProxy”,并保存在硬盤,應(yīng)該使用以下語(yǔ)句

ProxyUtils.generateClassFile(car.getClass(), "ElectricCarProxy");  

這樣將在ElectricCar.class 同級(jí)目錄下產(chǎn)生 ElectricCarProxy.class文件。用反編譯工具如jd-gui.exe 打開(kāi),將會(huì)看到以下信息:

import com.foo.proxy.Rechargable;  
import com.foo.proxy.Vehicle;  
import java.lang.reflect.InvocationHandler;  
import java.lang.reflect.Method;  
import java.lang.reflect.Proxy;  
import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException;  
/** 
 生成的動(dòng)態(tài)代理類的組織模式是繼承Proxy類,然后實(shí)現(xiàn)需要實(shí)現(xiàn)代理的類上的所有接口,而在實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中,則是通過(guò)將所有的方法都交給了InvocationHandler來(lái)處理 
*/  
 public final class ElectricCarProxy extends Proxy  
  implements Rechargable, Vehicle  
{  
  private static Method m1;  
  private static Method m3;  
  private static Method m4;  
  private static Method m0;  
  private static Method m2;  
  
  public ElectricCarProxy(InvocationHandler paramInvocationHandler)  
    throws   
  {  
    super(paramInvocationHandler);  
  }  
  
  public final boolean equals(Object paramObject)  
    throws   
  {  
    try  
    { // 方法功能實(shí)現(xiàn)交給InvocationHandler處理  
      return ((Boolean)this.h.invoke(this, m1, new Object[] { paramObject })).booleanValue();  
    }  
    catch (Error|RuntimeException localError)  
    {  
      throw localError;  
    }  
    catch (Throwable localThrowable)  
    {  
      throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);  
    }  
  }  
  
  public final void recharge()  
    throws   
  {  
    try  
    {  
       // 方法功能實(shí)現(xiàn)交給InvocationHandler處理  
  
      this.h.invoke(this, m3, null);  
      return;  
    }  
    catch (Error|RuntimeException localError)  
    {  
      throw localError;  
    }  
    catch (Throwable localThrowable)  
    {  
      throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);  
    }  
  }  
  
  public final void drive()  
    throws   
  {  
    try  
    {  
       // 方法功能實(shí)現(xiàn)交給InvocationHandler處理  
  
      this.h.invoke(this, m4, null);  
      return;  
    }  
    catch (Error|RuntimeException localError)  
    {  
      throw localError;  
    }  
    catch (Throwable localThrowable)  
    {  
      throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);  
    }  
  }  
  
  public final int hashCode()  
    throws   
  {  
    try  
    {  
       // 方法功能實(shí)現(xiàn)交給InvocationHandler處理  
  
       return ((Integer)this.h.invoke(this, m0, null)).intValue();  
    }  
    catch (Error|RuntimeException localError)  
    {  
      throw localError;  
    }  
    catch (Throwable localThrowable)  
    {  
      throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);  
    }  
  }  
  
  public final String toString()  
    throws   
  {  
    try  
    {  
       // 方法功能實(shí)現(xiàn)交給InvocationHandler處理  
      return (String)this.h.invoke(this, m2, null);  
    }  
    catch (Error|RuntimeException localError)  
    {  
      throw localError;  
    }  
    catch (Throwable localThrowable)  
    {  
      throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);  
    }  
  }  
  
  static  
  {  
    try  
    {  //為每一個(gè)需要方法對(duì)象,當(dāng)調(diào)用相應(yīng)的方法時(shí),分別將方法對(duì)象作為參數(shù)傳遞給InvocationHandler處理  
      m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] { Class.forName("java.lang.Object") });  
      m3 = Class.forName("com.foo.proxy.Rechargable").getMethod("recharge", new Class[0]);  
      m4 = Class.forName("com.foo.proxy.Vehicle").getMethod("drive", 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]);  
      return;  
    }  
    catch (NoSuchMethodException localNoSuchMethodException)  
    {  
      throw new NoSuchMethodError(localNoSuchMethodException.getMessage());  
    }  
    catch (ClassNotFoundException localClassNotFoundException)  
    {  
      throw new NoClassDefFoundError(localClassNotFoundException.getMessage());  
    }  
  }  
}  
  • 仔細(xì)觀察可以看出生成的動(dòng)態(tài)代理類有以下特點(diǎn):
    1.繼承自 java.lang.reflect.Proxy,實(shí)現(xiàn)了 Rechargable,Vehicle 這兩個(gè)ElectricCar實(shí)現(xiàn)的接口;
    2.類中的所有方法都是final 的;
    3.所有的方法功能的實(shí)現(xiàn)都統(tǒng)一調(diào)用了InvocationHandler的invoke()方法。

cglib 生成動(dòng)態(tài)代理類的機(jī)制----通過(guò)類繼承:

  • JDK中提供的生成動(dòng)態(tài)代理類的機(jī)制有個(gè)鮮明的特點(diǎn)是: 某個(gè)類必須有實(shí)現(xiàn)的接口,而生成的代理類也只能代理某個(gè)類接口定義的方法

    • 比如:如果上面例子的ElectricCar實(shí)現(xiàn)了繼承自兩個(gè)接口的方法外,另 外實(shí)現(xiàn)了方法bee() ,則在產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)代理類中不會(huì)有這個(gè)方法了!更極端的情況是:如果某個(gè)類沒(méi)有實(shí)現(xiàn)接口,那么這個(gè)類就不能同JDK產(chǎn)生動(dòng)態(tài)代理了!
  • 幸好我們有cglib。“CGLIB(Code Generation Library),是一個(gè)強(qiáng)大的,高性能,高質(zhì)量的Code生成類庫(kù),它可以在運(yùn)行期擴(kuò)展Java類與實(shí)現(xiàn)Java接口。”

  • cglib 創(chuàng)建某個(gè)類A的動(dòng)態(tài)代理類的模式是:

    1 查找A上的所有非final 的public類型的方法定義;
    2 將這些方法的定義轉(zhuǎn)換成字節(jié)碼;
    3 將組成的字節(jié)碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的代理的class對(duì)象;
    4 實(shí)現(xiàn) MethodInterceptor接口,用來(lái)處理 對(duì)代理類上所有方法的請(qǐng)求(這個(gè)接口和JDK動(dòng)態(tài)代理InvocationHandler的功能和角色是一樣的)

一個(gè)有趣的例子:定義一個(gè)Programmer類,一個(gè)Hacker類

package samples;  
/** 
 * 程序猿類 
 * @author louluan 
 */  
public class Programmer {  
  
    public void code()  
    {  
        System.out.println("I'm a Programmer,Just Coding.....");  
    }  
}  

import java.lang.reflect.Method;  
  
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;  
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;  
/* 
 * 實(shí)現(xiàn)了方法攔截器接口 
 */  
public class Hacker implements MethodInterceptor {  
    @Override  
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args,  
            MethodProxy proxy) throws Throwable {  
        System.out.println("**** I am a hacker,Let's see what the poor programmer is doing Now...");  
        proxy.invokeSuper(obj, args);  
        System.out.println("****  Oh,what a poor programmer.....");  
        return null;  
    }  
}  

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;  
  
public class Test {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        Programmer progammer = new Programmer();  
          
        Hacker hacker = new Hacker();  
        //cglib 中加強(qiáng)器,用來(lái)創(chuàng)建動(dòng)態(tài)代理  
        Enhancer enhancer = new Enhancer();    
                 //設(shè)置要?jiǎng)?chuàng)建動(dòng)態(tài)代理的類  
        enhancer.setSuperclass(progammer.getClass());    
               // 設(shè)置回調(diào),這里相當(dāng)于是對(duì)于代理類上所有方法的調(diào)用,都會(huì)調(diào)用CallBack,而Callback則需要實(shí)行intercept()方法進(jìn)行攔截  
                enhancer.setCallback(hacker);  
                Programmer proxy =(Programmer)enhancer.create();  
                proxy.code();  
          
    }  
}  

  • 讓我們看看通過(guò)cglib生成的class文件內(nèi)容
package samples;  
  
import java.lang.reflect.Method;  
import net.sf.cglib.core.ReflectUtils;  
import net.sf.cglib.core.Signature;  
import net.sf.cglib.proxy.Callback;  
import net.sf.cglib.proxy.Factory;  
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;  
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;  
  
public class Programmer
EnhancerByCGLIB
fa7aa2cd extends Programmer  
  implements Factory  
{  
   //......省略  
  private MethodInterceptor CGLIB$CALLBACK_0;  // Enchaner傳入的methodInterceptor  
   // ....省略  
  public final void code()  
  {  
    MethodInterceptor tmp4_1 = this.CGLIB$CALLBACK_0;  
    if (tmp4_1 == null)  
    {  
      tmp4_1;  
      CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);//若callback 不為空,則調(diào)用methodInterceptor 的intercept()方法  
    }  
    if (this.CGLIB$CALLBACK_0 != null)  
      return;  
      //如果沒(méi)有設(shè)置callback回調(diào)函數(shù),則默認(rèn)執(zhí)行父類的方法  
      super.code();  
  }  
   //....后續(xù)省略  
}  
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