Java 编程思想（四）动态代理

转载： java动态代理原理及解析

转载：java动态代理--一个简单的例子

转载：java的动态代理机制详解

一 代理模式

代理模式是一种常用的设计模式，其目的就是为其他对象提供一个代理以控制对某个真实对象的访问。代理类负责为委托类预处理消息，过滤消息并转发消息，以及进行消息被委托类执行后的后续处理。



通过代理层这一中间层，有效的控制对于真实委托类对象的直接访问，同时可以实现自定义的控制策略（如Spring的AOP机制），设计上获得更大的灵活性。

代理模式一般涉及到的角色有：
抽象角色：声明真实对象和代理对象的共同接口，对应代理接口（Subject）；
真实角色：代理角色所代表的真实对象，是我们最终要引用的对象，对应委托类（RealSubject）；
代理角色：代理对象角色内部含有对真实对象的引用，从而可以操作真实对象，同时代理对象提供与真实对象相同的接口以便在任何时刻都能代替真实对象。同时，代理对象可以在执行真实对象操作时，附加其他的操作，相当于对真实对象进行封装，对应代理类（ProxySubject）

按照代理的创建时期，代理类可以分为两种： 
静态：由程序员创建代理类或特定工具自动生成源代码再对其编译。在程序运行前代理类的.class文件就已经存在了。
动态：在程序运行时运用反射机制动态创建而成。

二 静态代理

所谓静态也就是在程序运行前就已经存在代理类的字节码文件，代理类和委托类的关系在运行前就确定了。

静态代理的实现模式：

1. 首先创建一个接口（JDK代理都是面向接口的），

2. 创建具体实现类来实现这个接口，

3. 创建一个代理类同样实现这个接口，不同之处在于具体实现类的方法中需要将接口中定义的方法的业务逻辑功能实现，而代理类中的方法只要调用具体类中的对应方法即可，这样我们在需要使用接口中的某个方法的功能时直接调用代理类的方法即可，将具体的实现类隐藏在底层。

静态代理类优缺点
优点：业务类只需要关注业务逻辑本身，保证了业务类的重用性。这是代理的共有优点。
缺点：

1）代理对象的一个接口只服务于一种类型的对象，如果要代理的方法很多，势必要为每一种方法都进行代理，静态代理在程序规模稍大时就无法胜任了。

2）如果接口增加一个方法，除了所有实现类需要实现这个方法外，所有代理类也需要实现此方法。增加了代码维护的复杂度。

如果要按照上述的方法使用代理模式，那么真实角色(委托类)必须是事先已经存在的，并将其作为代理对象的内部属性。但是实际使用时，一个真实角色必须对应一个代理角色，如果大量使用会导致类的急剧膨胀；此外，如果事先并不知道真实角色（委托类），该如何使用代理呢？这个问题可以通过Java的动态代理类来解决。

三、动态代理

动态代理类的源码是在程序运行期间由JVM根据反射等机制动态的生成，所以不存在代理类的字节码文件。代理类和委托类的关系是在程序运行时确定。

在java的动态代理机制中，有两个重要的类或接口，一个是 InvocationHandler(Interface)、另一个则是 Proxy(Class)，这一个类和接口是实现我们动态代理所必须用到的。

每一个动态代理类都必须要实现InvocationHandler这个接口，并且每个代理类的实例都关联到了一个handler，当我们通过代理对象调用一个方法的时候，这个方法的调用就会被转发为由InvocationHandler这个接口的
invoke 方法来进行调用。

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

proxy:　　指代我们所代理的那个真实对象
method:　　指代的是我们所要调用真实对象的某个方法的Method对象
args:　　指代的是调用真实对象某个方法时接受的参数

Proxy这个类的作用就是用来动态创建一个代理对象的类，它提供了许多的方法，但是我们用的最多的就是 newProxyInstance 这个方法
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h) throws IllegalArgumentException

loader:　　一个ClassLoader对象，定义了由哪个ClassLoader对象来对生成的代理对象进行加载

interfaces:　　一个Interface对象的数组，表示的是我将要给我需要代理的对象提供一组什么接口，如果我提供了一组接口给它，那么这个代理对象就宣称实现了该接口(多态)，这样我就能调用这组接口中的方法了

h:　　一个InvocationHandler对象，表示的是当我这个动态代理对象在调用方法的时候，会关联到哪一个InvocationHandler对象上
动态代理的例子：
首先创建一个接口，PersonDao

public interface PersonDao {
public void say();
} 然后写一个实现类PersonDaoImpl
public class PersonDaoImpl implements PersonDao{

@Override
public void say() {
System.out.println("time to eat");
}

} 然后写个使用类PersonHandler，PersonHandler必须要实现InvocationHandler接口

public class PersonHandler implements InvocationHandler {

private Object obj;

public PersonHandler(Object obj){
this.obj=obj;
}

@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
throws Throwable {

System.out.println("before");
Object result = method.invoke(obj, args);
System.out.println("after");
return result;
}

}

接口类使用的例子如下：
public class PersonTest {

@Test
public void test(){
PersonDao pDao = new PersonDaoImpl();
PersonHandler handler = new PersonHandler(pDao);

PersonDao proxy = (PersonDao)Proxy.newProxyInstance(pDao.getClass().getClassLoader(), pDao.getClass().getInterfaces(), handler);
proxy.say();
}
}

四 动态代理的实现机制

1，通过实现 InvocationHandler 接口创建自己的调用处理器；

// InvocationHandlerImpl 实现了 InvocationHandler 接口，并能实现方法调用从代理类到委托类的分派转发
// 其内部通常包含指向委托类实例的引用，用于真正执行分派转发过来的方法调用
InvocationHandler handler = new InvocationHandlerImpl(..);
2，通过为 Proxy 类指定 ClassLoader 对象和一组 interface 来创建动态代理类；
// 通过 Proxy 为包括 Interface 接口在内的一组接口动态创建代理类的类对象
Class clazz = Proxy.getProxyClass(classLoader, new Class[] { Interface.class, ... });

3，通过反射机制获得动态代理类的构造函数，其唯一参数类型是调用处理器接口类型；
// 通过反射从生成的类对象获得构造函数对象
Constructor constructor = clazz.getConstructor(new Class[] { InvocationHandler.class });
4，通过构造函数创建动态代理类实例，构造时调用处理器对象作为参数被传入。
// 通过构造函数对象创建动态代理类实例
Interface Proxy = (Interface)constructor.newInstance(new Object[] { handler });
为了简化对象创建过程，Proxy类中的newProxyInstance方法封装了2~4，只需两步即可完成代理对象的创建。

// InvocationHandlerImpl 实现了 InvocationHandler 接口，并能实现方法调用从代理类到委托类的分派转发
InvocationHandler handler = new InvocationHandlerImpl(..);

// 通过 Proxy 直接创建动态代理类实例
Interface proxy = (Interface)Proxy.newProxyInstance( classLoader,
new Class[] { Interface.class },
handler );

需要注意的是：
1. 生成的代理类为public final，不能被继承。

2. 类名：格式是“$ProxyN”，N是逐一递增的数字，代表Proxy被第N次动态生成的代理类，要注意，对于同一组接口(接口的排列顺序也相同)，不会重复创建动态代理类，而是返回一个先前已经创建并缓存了的代理类对象。提高了效率。

3. Proxy 类是$ProxyN的父类，这个规则适用于所有由 Proxy 创建的动态代理类。(也算是java动态代理的一处缺陷，java不支持多继承，所以无法实现对class的动态代理，只能对于Interface的代理)而且该类还实现了其所代理的一组接口，这就是为什么它能够被安全地类型转换到其所代理的某接口的根本原因。

4. 代理类的根类 java.lang.Object 中有三个方法也同样会被分派到调用处理器的 invoke 方法执行，它们是 hashCode，equals 和 toString，