Java代理
代理模式
代理模式，顾名思义，即一个客户不想或者不能直接访问一个对象，需要通过一个称为代理的第三方对象来实现间接引用。代理对象的作用就是客户端和目标对象
之间的一个中介，通过代理对象可以隐藏不让用户看到的内容或实现额外的服务。
代理机制应用的场景有很多：比如在代理对象中实现缓存，验证，权限控制等功能，真正的业务逻辑封装在真实对象中。RMI远程方法调用也用到了代理。当你调用一个远程方法的时候，相当于调用这个方法的代理对象，
在代理对象中封装了网络请求等部分，真实对象存在于另一个进程上。重构老旧代码的时候也常常会用到代理模式。
代理分两种：静态代理和动态代理
静态代理
静态代理即在代码中手动实现代理模式。代理模式涉及到三个角色：
真实对象RealSubject、抽象主题Subject、代理对象Proxy
image.png
image.png
public class ProxyTest {
public static void main(String[] args) {
new Proxy("hello").request();
}
}
interface Subject {
void request();
}
class Proxy implements Subject{
String str;
RealSubject subject;
public Proxy(String string) {
str = string;
subject = new RealSubject(str);
}
@Override
public void request() {
System.out.println("代理对象验证机制....");
subject.request();
}
}
class RealSubject implements Subject{
String str;
public RealSubject(String string) {
str = string;
}
@Override
public void request() {
System.out.println("真实对象打印str: " + str);
}
}
输出：
代理对象验证机制....
真实对象打印str: hello
上面的代码模拟了一个代理对象实现验证机制的过程。可以看到，代码很简单，代理模式也很好理解。
（我们在真实生活中不也有代理么,,比如黄牛，帮你买到你买不到的火车票）
JDK动态代理实现
动态代理时较为高级的一种代理模式。典型的应用有Spring AOP，RMI。
在上面的静态代理模式中，真实对象是事先存在的，并且作为代理对象的内部成员属性。一个真实的对象必须对应一个代理对象，如果真实对象很多的话会导致类膨胀。
另外，如何在事先不知道真实对象的情况下使用代理代理对象，这都是动态代理需要解决的问题。
比如有n个类需要在执行前打印几行日志，而这n个类是无法通过源代码修改的(从jar包中引入的)。通过静态代理实现的话将会有n个新的代理类产生，而使用动态代理的话，只需一个类即可。
动态代理的实现方式有很多，我们只讨论JDK中的动态代理实现。
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
public class DynamicProxyTest {
public static void main(String[] args) {
Subject subject = (Subject) new DynamicProxy().bind(new RealSubject("hello"));
subject.request();
}
}
interface Subject {
void request();
}
class RealSubject implements Subject{
String str;
public RealSubject(String string) {
str = string;
}
@Override
public void request() {
System.out.println("真实对象打印str: " + str);
}
}
class DynamicProxy implements InvocationHandler {
Object object;
public Object bind(Object object) {
this.object = object;
return Proxy.newProxyInstance(object.getClass().getClassLoader(),
object.getClass().getInterfaces(), this);
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
throws Throwable {
System.out.println("代理对象验证...");
return method.invoke(object, args);
}
}
输出：
代理对象验证...
真实对象打印str: hello
可以看到，动态代理实现了与静态代理一样的功能，但他的优点在于代理的真实对象不是确定的，可以在运行时指定，增大了灵活性。如果我们有很多的真实对象需要代理访问，并且他们代理对象中的内容
都实现了相同的功能，那么我们只需要一个动态代理类即可。
动态代理原理
我们通过观察java.lang.reflect.Proxy的源码来了解动态代理的原理。下面的代码截取自openjdk7-b147 (安利一个不错的搜索java源码的网站:http://grepcode.com)
image.png
上面的方法截取自Proxy.newProxyInstance，可以看到，调用getProxyClass方法获取到一个代理类class对象，然后使用该class对象通过反射方法实例化一个对象返回。
接下来观察getProxyClass方法。
image.png
这部分代码截取自getProxyClass，先从缓存中查询是否已经生成过对应的class，若有，则直接返回该对象，没有，则继续下一步生成class
image.png
这部分代码是代理类class对象的生成过程。其中：
byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(proxyName, interfaces);这行代码调用ProxyGenerator.generateProxyClass返回了代理类class对象的字节码byte序列，
proxyClass = defineClass0(loader, proxyName,proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);这一行则进行了类加载的工作，最终生成了代理类class对象。
image.png
generateProxyClass，其中的gen.generateClassFile()方法实现了字节码的生成。
image.png
generateClassFile方法的实现。开头调用的三个addProxyMethod方法将object类中的hashcode、equals、toString方法重写，故对这三个方法的调用会传递到InvocationHandler.invoke方法当中。
注意，除了上述三个方法之外，调用代理类中Object定义的其他方法不会传递到invoke方法当中，也就是说，调用这些方法会执行Object中的默认实现。
如果想要查看ProxyGenerator.generateProxyClass这个方法在运行时产生的代理类中写了些什么，可以在main方法中加入：
System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");
运行时会将生成的class文件保存到硬盘当中：$Proxy0.class
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException;
public final class $Proxy0
extends Proxy
implements Subject
{
private static Method m1;
private static Method m3;
private static Method m0;
private static Method m2;
public $Proxy0(InvocationHandler paramInvocationHandler)
{
super(paramInvocationHandler);
}
public final boolean equals(Object paramObject)
{
try
{
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 request()
{
try
{
this.h.invoke(this, m3, null);
return;
}
catch (Error|RuntimeException localError)
{
throw localError;
}
catch (Throwable localThrowable)
{
throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
}
public final int hashCode()
{
try
{
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()
{
try
{
return (String)this.h.invoke(this, m2, null);
}
catch (Error|RuntimeException localError)
{
throw localError;
}
catch (Throwable localThrowable)
{
throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
}
static
{
try
{
m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] { Class.forName("java.lang.Object") });
m3 = Class.forName("Subject").getMethod("request", 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());
}
}
}
上面的代码很好理解。可以看到equals、hashCode、toString以及我们Subject接口request方法的实现中都是调用了InvocationHandler.invoke方法，而这个InvocationHandler实例就是我们在Proxy.newProxyInstance中传入的对象。
综上，可以看到实现动态代理的几个步骤：
1.实现InvocationHandler
2.获得动态代理类，这一步又涉及到运行时代理类字节码的生成和类加载
3.通过反射机制（getConstructor(InvocationHandler.class)）获取代理类的实例并返回该对象
4.调用代理对象的目标方法（也就是request方法，代理类也实现了Subject这个接口），调用转发到InvocationHandler.invoke方法当中，执行invoke的逻辑（我们自己的InvocationHandler实现）
至此，我们就了解了动态代理的运行原理。动态代理的机制也有一些缺陷，比如他代理的必须是接口方法。看一下我们上面生成的$Proxy0.class，可知这个代理类已经默认继承了类Proxy，所以，他只能通过实现我们提供的接口来代理我们的方法。在invoke方法中，我们可以通过对传入的代理类、方法和参数来进行判断，对不同的方法实现不同的业务逻辑。
