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。
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:
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)。
- 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:
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)。
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:
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:
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
}