Java静态代理&动态代理

2019-08-12 本文已影响0人 HAPPYers

代理模式

静态代理：代理和被代理对象在代理之前都是确定的，它们都实现相同的接口或者继承相同的抽象类。
即代理类是在编译时就实现好的。也就是说 Java 编译完成后代理类是一个实际的 class 文件。
动态代理：代理类是在运行时生成的。也就是说 Java 编译完之后并没有实际的 class 文件，而是在运行时动态生成的类字节码，并加载到JVM中。

静态代理

代理模式

上图中

RealSubject 是原对象（此处将原对象称为"委托对象"），Proxy 是代理对象。
Subject 是委托对象和代理对象都共同实现的接口。
Request() 是委托对象和代理对象共同拥有的方法。

public class demo {
    public static void main(String[] args) {
        RealThing realThing=new RealThing();
        MyProxy myProxy=new MyProxy(realThing);
        myProxy.check();
    }
}

interface Thing{
    void check();
}

class RealThing implements Thing{

    @Override
    public void check() {
        System.out.println("RealThing is called.");
    }
}

class MyProxy implements Thing{
    private Thing thing;

    public MyProxy(Thing thing) {
        this.thing = thing;
    }

    @Override
    public void check() {
        System.out.println("Before proxy process");
        thing.check();
        System.out.println("After proxy process");
    }
}

运行结果

Before proxy process
RealThing is called.
After proxy process

动态代理

Overview

前面的静态代理中，我们每次要代理一个新的类，都要一个新的代理类，这样很麻烦。在动态代理中，我们通过动态生成代理类的方法实现代理。
这里主要依靠InvocationHandler和Proxy来实现。

委托类和委托对象：委托类是一个类，委托对象是委托类的实例。
代理类和代理对象：代理类是一个类，代理对象是代理类的实例。

Achieve

Java实现动态代理的大致步骤如下：

定义一个委托类和公共接口。
自己定义一个类（调用处理器类，即实现 InvocationHandler 接口），这个类的目的是指定运行时将生成的代理类需要完成的具体任务（包括Preprocess和Postprocess），即代理类调用任何方法都会经过这个调用处理器类（在本文最后一节对此进行解释）。
生成代理对象（当然也会生成代理类），需要为他指定
(1)委托对象
(2)实现的一系列接口
(3)调用处理器类的实例。
因此可以看出一个代理对象对应一个委托对象，对应一个调用处理器实例。

Java 实现动态代理主要涉及以下几个类：

java.lang.reflect.Proxy: 这是生成代理类的主类，通过 Proxy 类生成的代理类都继承了 Proxy 类，即 DynamicProxyClass extends Proxy。
java.lang.reflect.InvocationHandler: 这里称其为"调用处理器"，它是一个接口，我们动态生成的代理类需要完成的具体内容需要自己定义一个类，而这个类必须实现 InvocationHandler 接口。

Proxy类的主要方法

//创建代理对象  
static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h)

这个静态函数的第一个参数是类加载器对象（即哪个类加载器来加载这个代理类到 JVM 的方法区），第二个参数是接口（表明你这个代理类需要实现哪些接口），第三个参数是调用处理器类实例（指定代理类中具体要干什么）。这个函数是 JDK 为了程序员方便创建代理对象而封装的一个函数，因此你调用newProxyInstance()时直接创建了代理对象（略去了创建代理类的代码）。其实他主要完成了以下几个工作：

static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler handler)
{
    //1. 根据类加载器和接口创建代理类
    Class clazz = Proxy.getProxyClass(loader, interfaces); 
    //2. 获得代理类的带参数的构造函数
    Constructor constructor = clazz.getConstructor(new Class[] { InvocationHandler.class });
    //3. 创建代理对象，并制定调用处理器实例为参数传入
    Interface Proxy = (Interface)constructor.newInstance(new Object[] {handler});
}

Proxy 类还有一些静态方法，比如：

InvocationHandler getInvocationHandler(Object proxy): 获得代理对象对应的调用处理器对象。
Class getProxyClass(ClassLoader loader, Class[] interfaces): 根据类加载器和实现的接口获得代理类。
Proxy 类中有一个映射表，映射关系为：(<ClassLoader>,(<Interfaces>,<ProxyClass>) )，可以看出一级key为类加载器，根据这个一级key获得二级映射表，二级key为接口数组，因此可以看出：一个类加载器对象和一个接口数组确定了一个代理类。

我们写一个简单的例子来阐述 Java 实现动态代理的整个过程：

public class DynamicProxyDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        RealSubject realSubject = new RealSubject();    //1.创建委托对象
        ProxyHandler handler = new ProxyHandler(realSubject);   //2.创建调用处理器对象
        Subject proxySubject = (Subject)Proxy.newProxyInstance(RealSubject.class.getClassLoader(),
                                                        RealSubject.class.getInterfaces(), handler);    //3.动态生成代理对象
        proxySubject.request(); //4.通过代理对象调用方法
    }
}

/**
 * 接口
 */
interface Subject{
    void request();
}

/**
 * 委托类
 */
class RealSubject implements Subject{
    public void request(){
        System.out.println("====RealSubject Request====");
    }
}
/**
 * 代理类的调用处理器
 */
class ProxyHandler implements InvocationHandler{
    private Subject subject;
    public ProxyHandler(Subject subject){
        this.subject = subject;
    }
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
            throws Throwable {
        System.out.println("====before====");//定义预处理的工作，当然你也可以根据 method 的不同进行不同的预处理工作
        Object result = method.invoke(subject, args);
        System.out.println("====after====");
        return result;
    }
}

InvocationHandler 接口中有方法：

invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)

这个函数是在代理对象调用任何一个方法时都会调用的，方法不同会导致第二个参数method不同，第一个参数是代理对象（表示哪个代理对象调用了method方法），第二个参数是 Method 对象（表示哪个方法被调用了），第三个参数是指定调用方法的参数。

动态生成的代理类具有几个特点：

继承 Proxy 类，并实现了在Proxy.newProxyInstance()中提供的接口数组。
public final
命名方式为 $ProxyN，其中N会慢慢增加，一开始是 $Proxy1，接下来是$Proxy2...
有一个参数为 InvocationHandler 的构造函数。这个从 Proxy.newProxyInstance() 函数内部的clazz.getConstructor(new Class[] { InvocationHandler.class }) 可以看出。

Java 实现动态代理的缺点：因为 Java 的单继承特性（每个代理类都继承了 Proxy 类），只能针对接口创建代理类，不能针对类创建代理类。

不难发现，代理类的实现是有很多共性的（重复代码），动态代理的好处在于避免了这些重复代码，只需要关注操作。

Java 动态代理的内部实现

Java 是怎么保证代理对象调用的任何方法都会调用 InvocationHandler 的 invoke() 方法的？

这就涉及到动态代理的内部实现。假设有一个接口 Subject，且里面有 int request(int i) 方法，则生成的代理类大致如下：

public final class $Proxy1 extends Proxy implements Subject{
    private InvocationHandler h;
    private $Proxy1(){}
    public $Proxy1(InvocationHandler h){
        this.h = h;
    }
    public int request(int i){
        Method method = Subject.class.getMethod("request", new Class[]{int.class}); //创建method对象
        return (Integer)h.invoke(this, method, new Object[]{new Integer(i)}); //调用了invoke方法
    }
}

通过上面的方法就成功调用了 invoke() 方法。

元编程

元编程就是能够操作代码的代码

Java 支持元编程因为反射、动态代理、内省等特性。

PS

JDK的动态代理不能代理一个类，只能代理接口。
而cglib可以做到基于类的动态代理。

Java静态代理&动态代理

代理模式

静态代理

动态代理

Overview

Achieve

Java 动态代理的内部实现

元编程

PS

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