Java 动态代理 原理解析
2017-09-28 13:46
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概要
AOP的拦截功能是由java中的动态代理来实现的。说白了,就是在目标类的基础上增加切面逻辑,生成增强的目标类(该切面逻辑或者在目标类函数执行之前,或者目标类函数执行之后,或者在目标类函数抛出异常时候执行。Spring中的动态代理是使用Cglib进行实现的。我们这里分析的是JDK中的动态代理实现机制。下面我们通过例子快速了解JDK中的动态代理实现方式。
示例
需要代理的接口
public interface IHello { public void sayHello(); }
需要代理的类
public class HelloImpl implements IHello { public void sayHello() { System.out.println("Hello World..."); } }
调用处理器实现类
public class ProxyHandler implements InvocationHandler { private Object target; public ProxyHandler(Object target) { this.target = target; } public Object proxyInstance() { return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), this); } public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { System.out.println("aspect before ... "); Object result = method.invoke(this.target, args); System.out.println("aspect after ... "); return result; } }
测试类入口
public class Main { public static void main(String[] args) { ProxyHandler proxy = new ProxyHandler(new HelloImpl()); IHello hello = (IHello) proxy.proxyInstance(); hello.sayHello(); } }
Proxy 源码解析
newProxyInstance() 方法
省略了不关心的代码public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h) throws IllegalArgumentException { Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs); try { final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams); cons.setAccessible(true); return cons.newInstance(new Object[]{h}); } catch (Exception e) { ...... } }
调用 getProxyClass0() 方法获取代理类的 Class 对象
通过反射生成 代理类的实例,并返回。
getProxyClass0() 方法
private static Class<?> getProxyClass0(ClassLoader loader, Class<?>... interfaces) { if (interfaces.length > 65535) { throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded"); } return proxyClassCache.get(loader, interfaces); }
检查需要代理的类接口数量是否超过65535个,接口个数用2个byte存储,最大支持65535个。
把获取代理类的Class对象委托给 proxyClassCache() 方法。
private static final WeakCache<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>> proxyClassCache = new WeakCache<>(new KeyFactory(), new ProxyClassFactory());
proxyClassCache.get() 方法
1. 首先通过 classLoader 获取该classLoader下所有的代理类缓存map。
2. 从该代理类缓存map中根据代理类所有实现的所有接口进行查找代理类。
如果都没有找到对应的代理类,则使用ProxyClassFactory.apply() 方法生成代理类
ProxyClassFactory.apply()
1. 生成代理类的报名和类名
2. 通过ProxyGenerator.generateProxyClass() 方法动态生成代理类字节码。
3. 通过classloader 动态加载 字节码,并生成动态代理类的Class实例,并返回
ProxyGenerator.generateProxyClass()
简单的列出 生成字节码的片段添加默认的代理方法 hashCode、equals、toString 三个代理方法
循环迭代所有的接口,把接口中所有的方法都生成代理方法。
生成字节码:
从代码中我们可以看到,有class文件中的 魔术头、小版本号、主版本号、类方法标志、当前类、超类、接口个数、每个实现接口、属性个数、每个属性、方法个数、每个方法等信息。
动态生成代理类class文件
下面我们调用JDK内部提供的ProxyGenerator.generateProxyClass 方法把动态生成的代理类持久化到磁盘上。代码如下:public static void main(String[] args) { String name = "ProxyHello"; byte[] data = ProxyGenerator.generateProxyClass(name, new Class[] { IHello.class }); try { FileOutputStream out = new FileOutputStream("d:\\"+name + ".class"); out.write(data); out.close(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }
在D盘根目录下生成ProxyHello.class文件。通过反编译工具,我们得到如下代码:
import cn.com.infcn.proxy.IHello; import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Method; import java.lang.reflect.Proxy; import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException; public final class ProxyHello extends Proxy implements IHello { private static Method m1; private static Method m3; private static Method m2; private static Method m0; public ProxyHello(InvocationHandler paramInvocationHandler) throws { super(paramInvocationHandler); } public final boolean equals(Object paramObject) throws { try { return ((Boolean)this.h.invoke(this, m1, new Object[] { paramObject })).booleanValue(); } catch (RuntimeException localRuntimeException) { throw localRuntimeException; } catch (Throwable localThrowable) { } throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable); } public final void sayHello() throws { try { this.h.invoke(this, m3, null); return; } catch (RuntimeException localRuntimeException) { throw localRuntimeException; } catch (Throwable localThrowable) { } throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable); } public final String toString() throws { try { return (String)this.h.invoke(this, m2, null); } catch (RuntimeException localRuntimeException) { throw localRuntimeException; } catch (Throwable localThrowable) { } throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable); } public final int hashCode() throws { try { return ((Integer)this.h.invoke(this, m0, null)).intValue(); } catch (RuntimeException localRuntimeException) { throw localRuntimeException; } 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("cn.com.infcn.proxy.IHello").getMethod("sayHello", new Class[0]); m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]); m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]); return; } catch (NoSuchMethodException localNoSuchMethodException) { throw new NoSuchMethodError(localNoSuchMethodException.getMessage()); } catch (ClassNotFoundException localClassNotFoundException) { } throw new NoClassDefFoundError(localClassNotFoundException.getMessage()); } }
通过反编译后的代码我们可以看到,他内部包含4个代理方法:
equals、toString、hashCode 还有 IHello接口中的 sayHello 方法。
该代理类继承了Proxy,并把我们创建的ProxyHandler 类通过构造方法自动注入到 代理类中。
当我们调用代理类的sayHello方法时,sayHello方法就会调用我们实现的ProxyHandler 类中的invoke() 方法,ProxyHandler.invoke() 方法调用我们真正的目标类的sayHello方法。
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