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JDK中动态代理的示例分析

发布时间:2021-06-08 09:50:53 来源:亿速云 阅读:135 作者:小新 栏目:开发技术

这篇文章将为大家详细讲解有关JDK中动态代理的示例分析,小编觉得挺实用的,因此分享给大家做个参考,希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获。

动态代理步骤

1.创建一个实现接口InvocationHandler的类,它必须实现invoke方法

2.创建被代理的类以及接口

3.通过Proxy的静态方法

通过Proxy的静态方法

ProxyObject proxyObject = new ProxyObject();     InvocationHandler invocationHandler = new DynamicProxy(proxyObject);     ClassLoader classLoader = proxyObject.getClass().getClassLoader();     ProxyObjectInterface proxy = (IRoom) Proxy.newProxyInstance(classLoader,new Class[]     {ProxyObjectInterface.class},invocationHandler);     proxy.execute();     public class DynamicProxy implements InvocationHandler {     private Object object;     public DynamicProxy(Object object){         this.object = object;     }     @Override     public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {         Object result = method.invoke(object,args);         return result;     } }

创建一个代理 newProxyInstance

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,                                           Class<?>[] interfaces,                                           InvocationHandler h)         throws IllegalArgumentException     {         //检验h不为空,h为空抛异常         Objects.requireNonNull(h);         //接口的类对象拷贝一份         final Class<?>[] intfs = interfaces.clone();         //进行一些安全性检查         final SecurityManager sm = System.getSecurityManager();         if (sm != null) {             checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs);         }         /*          * Look up or generate the designated proxy class.          *  查询(在缓存中已经有)或生成指定的代理类的class对象。          */         Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);         /*          * Invoke its constructor with the designated invocation handler.          */         try {             if (sm != null) {                 checkNewProxyPermission(Reflection.getCallerClass(), cl);             }             //得到代理类对象的构造函数,这个构造函数的参数由constructorParams指定             //参数constructorParames为常量值:             private static final Class<?>[] constructorParams = { InvocationHandler.class };             final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams);             final InvocationHandler ih = h;             if (!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) {                 AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {                     public Void run() {                         cons.setAccessible(true);                         return null;                     }                 });             }             //这里生成代理对象,传入的参数new Object[]{h}后面讲             return cons.newInstance(new Object[]{h});         } catch (IllegalAccessException|InstantiationException e) {             throw new InternalError(e.toString(), e);         } catch (InvocationTargetException e) {             Throwable t = e.getCause();             if (t instanceof RuntimeException) {                 throw (RuntimeException) t;             } else {                 throw new InternalError(t.toString(), t);             }         } catch (NoSuchMethodException e) {             throw new InternalError(e.toString(), e);         }     }

先对h进行判空处理。
这段代码核心就是通过getProxyClass0(loader, intfs)得到代理类的Class对象,然后通过Class对象得到构造方法,进而创建代理对象。下一步看getProxyClass0这个方法。从1可知,先接口得到接口类,当接口的数量超过65535,则报异常。

//此方法也是Proxy类下的方法     private static Class<?> getProxyClass0(ClassLoader loader,                                            Class<?>... interfaces) {         if (interfaces.length > 65535) {             throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");         }         // If the proxy class defined by the given loader implementing         // the given interfaces exists, this will simply return the cached copy;         // otherwise, it will create the proxy class via the ProxyClassFactory         //意思是:如果代理类被指定的类加载器loader定义了,并实现了给定的接口interfaces,         //那么就返回缓存的代理类对象,否则使用ProxyClassFactory创建代理类。         return proxyClassCache.get(loader, interfaces);     }

proxyClassCache 是一个弱引用的缓存
这里看到proxyClassCache,有Cache便知道是缓存的意思,正好呼应了前面Look up or generate the designated proxy class。查询(在缓存中已经有)或生成指定的代理类的class对象这段注释。

在进入get方法之前,我们看下 proxyClassCache是什么?高能预警,前方代码看起来可能有乱,但我们只需要关注重点即可。

private static final WeakCache<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>>         proxyClassCache = new WeakCache<>(new KeyFactory(), new ProxyClassFactory()); //K代表key的类型,P代表参数的类型,V代表value的类型。 // WeakCache<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>>  proxyClassCache  说明proxyClassCache存的值是Class<?>对象,正是我们需要的代理类对象。 final class WeakCache<K, P, V> {     private final ReferenceQueue<K> refQueue         = new ReferenceQueue<>();     // the key type is Object for supporting null key     private final ConcurrentMap<Object, ConcurrentMap<Object, Supplier<V>>> map         = new ConcurrentHashMap<>();     private final ConcurrentMap<Supplier<V>, Boolean> reverseMap         = new ConcurrentHashMap<>();     private final BiFunction<K, P, ?> subKeyFactory;     private final BiFunction<K, P, V> valueFactory;     public WeakCache(BiFunction<K, P, ?> subKeyFactory,                      BiFunction<K, P, V> valueFactory) {         this.subKeyFactory = Objects.requireNonNull(subKeyFactory);         this.valueFactory = Objects.requireNonNull(valueFactory);     }

其中map变量是实现缓存的核心变量,他是一个双重的Map结构: (key, sub-key) -> value。其中key是传进来的Classloader进行包装后的对象,sub-key是由WeakCache构造函数传人的KeyFactory()生成的。value就是产生代理类的对象,是由WeakCache构造函数传人的ProxyClassFactory()生成的。如下,回顾一下:

proxyClassCache是个WeakCache类的对象,调用proxyClassCache.get(loader, interfaces); 可以得到缓存的代理类或创建代理类(没有缓存的情况)。

说明WeakCache中有get这个方法。先看下WeakCache类的定义(这里先只给出变量的定义和构造函数),继续看它的get();

//K和P就是WeakCache定义中的泛型,key是类加载器,parameter是接口类数组 public V get(K key, P parameter) {         //检查parameter不为空         Objects.requireNonNull(parameter);          //清除无效的缓存         expungeStaleEntries();         // cacheKey就是(key, sub-key) -> value里的一级key,         Object cacheKey = CacheKey.valueOf(key, refQueue);         // lazily install the 2nd level valuesMap for the particular cacheKey         //根据一级key得到 ConcurrentMap<Object, Supplier<V>>对象。如果之前不存在,则新建一个ConcurrentMap<Object, Supplier<V>>和cacheKey(一级key)一起放到map中。         ConcurrentMap<Object, Supplier<V>> valuesMap = map.get(cacheKey);         if (valuesMap == null) {             ConcurrentMap<Object, Supplier<V>> oldValuesMap                 = map.putIfAbsent(cacheKey,                                   valuesMap = new ConcurrentHashMap<>());             if (oldValuesMap != null) {                 valuesMap = oldValuesMap;             }         }         // create subKey and retrieve the possible Supplier<V> stored by that         // subKey from valuesMap         //这部分就是调用生成sub-key的代码,上面我们已经看过怎么生成的了         Object subKey = Objects.requireNonNull(subKeyFactory.apply(key, parameter));         //通过sub-key得到supplier         Supplier<V> supplier = valuesMap.get(subKey);         //supplier实际上就是这个factory         Factory factory = null;         while (true) {             //如果缓存里有supplier ,那就直接通过get方法,得到代理类对象,返回,就结束了,一会儿分析get方法。             if (supplier != null) {                 // supplier might be a Factory or a CacheValue<V> instance                 V value = supplier.get();                 if (value != null) {                     return value;                 }             }             // else no supplier in cache             // or a supplier that returned null (could be a cleared CacheValue             // or a Factory that wasn't successful in installing the CacheValue)             // lazily construct a Factory             //下面的所有代码目的就是:如果缓存中没有supplier,则创建一个Factory对象,把factory对象在多线程的环境下安全的赋给supplier。             //因为是在while(true)中,赋值成功后又回到上面去调get方法,返回才结束。             if (factory == null) {                 factory = new Factory(key, parameter, subKey, valuesMap);             }             if (supplier == null) {                 supplier = valuesMap.putIfAbsent(subKey, factory);                 if (supplier == null) {                     // successfully installed Factory                     supplier = factory;                 }                 // else retry with winning supplier             } else {                 if (valuesMap.replace(subKey, supplier, factory)) {                     // successfully replaced                     // cleared CacheEntry / unsuccessful Factory                     // with our Factory                     supplier = factory;                 } else {                     // retry with current supplier                     supplier = valuesMap.get(subKey);                 }             }         }     }

所以接下来我们看Factory类中的get方法。接下来看supplier的get()

public synchronized V get() { // serialize access             // re-check             Supplier<V> supplier = valuesMap.get(subKey);             //重新检查得到的supplier是不是当前对象             if (supplier != this) {                 // something changed while we were waiting:                 // might be that we were replaced by a CacheValue                 // or were removed because of failure ->                 // return null to signal WeakCache.get() to retry                 // the loop                 return null;             }             // else still us (supplier == this)             // create new value             V value = null;             try {                  //代理类就是在这个位置调用valueFactory生成的                  //valueFactory就是我们传入的 new ProxyClassFactory()                 //一会我们分析ProxyClassFactory()的apply方法                 value = Objects.requireNonNull(valueFactory.apply(key, parameter));             } finally {                 if (value == null) { // remove us on failure                     valuesMap.remove(subKey, this);                 }             }             // the only path to reach here is with non-null value             assert value != null;             // wrap value with CacheValue (WeakReference)             //把value包装成弱引用             CacheValue<V> cacheValue = new CacheValue<>(value);             // put into reverseMap             // reverseMap是用来实现缓存的有效性             reverseMap.put(cacheValue, Boolean.TRUE);             // try replacing us with CacheValue (this should always succeed)             if (!valuesMap.replace(subKey, this, cacheValue)) {                 throw new AssertionError("Should not reach here");             }             // successfully replaced us with new CacheValue -> return the value             // wrapped by it             return value;         }     }

拨云见日,来到ProxyClassFactory的apply方法,代理类就是在这里生成的。

首先看proxyClassCache的定义WeakCache<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>>,泛型里面第一个表示加载器K,第二个表示接口类P,第三个则是生成的代理类V。而V的生成则是通过ProxyClassFactory生成的。调用其apply();

//这里的BiFunction<T, U, R>是个函数式接口,可以理解为用T,U两种类型做参数,得到R类型的返回值 private static final class ProxyClassFactory         implements BiFunction<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>>     {         // prefix for all proxy class names         //所有代理类名字的前缀         private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy";         // next number to use for generation of unique proxy class names         //用于生成代理类名字的计数器         private static final AtomicLong nextUniqueNumber = new AtomicLong();         @Override         public Class<?> apply(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces) {             Map<Class<?>, Boolean> interfaceSet = new IdentityHashMap<>(interfaces.length);             //验证代理接口,可不看             for (Class<?> intf : interfaces) {                 /*                  * Verify that the class loader resolves the name of this                  * interface to the same Class object.                  */                 Class<?> interfaceClass = null;                 try {                     interfaceClass = Class.forName(intf.getName(), false, loader);                 } catch (ClassNotFoundException e) {                 }                 if (interfaceClass != intf) {                     throw new IllegalArgumentException(                         intf + " is not visible from class loader");                 }                 /*                  * Verify that the Class object actually represents an                  * interface.                  */                 if (!interfaceClass.isInterface()) {                     throw new IllegalArgumentException(                         interfaceClass.getName() + " is not an interface");                 }                 /*                  * Verify that this interface is not a duplicate.                  */                 if (interfaceSet.put(interfaceClass, Boolean.TRUE) != null) {                     throw new IllegalArgumentException(                         "repeated interface: " + interfaceClass.getName());                 }             }             //生成的代理类的包名              String proxyPkg = null;     // package to define proxy class in             //代理类访问控制符: public ,final             int accessFlags = Modifier.PUBLIC | Modifier.FINAL;             /*              * Record the package of a non-public proxy interface so that the              * proxy class will be defined in the same package.  Verify that              * all non-public proxy interfaces are in the same package.              */             //验证所有非公共的接口在同一个包内;公共的就无需处理             //生成包名和类名的逻辑,包名默认是com.sun.proxy,             // 类名默认是$Proxy 加上一个自增的整数值             //如果被代理类是 non-public proxy interface ,则用和被代理类接口一样的包名             for (Class<?> intf : interfaces) {                 int flags = intf.getModifiers();                 if (!Modifier.isPublic(flags)) {                     accessFlags = Modifier.FINAL;                     String name = intf.getName();                     int n = name.lastIndexOf('.');                     String pkg = ((n == -1) ? "" : name.substring(0, n + 1));                     if (proxyPkg == null) {                         proxyPkg = pkg;                     } else if (!pkg.equals(proxyPkg)) {                         throw new IllegalArgumentException(                             "non-public interfaces from different packages");                     }                 }             }             if (proxyPkg == null) {                 // if no non-public proxy interfaces, use com.sun.proxy package                 proxyPkg = ReflectUtil.PROXY_PACKAGE + ".";             }             /*              * Choose a name for the proxy class to generate.              */             long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement();             //代理类的完全限定名,如com.sun.proxy.$Proxy0.calss             String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;             /*              * Generate the specified proxy class.              */             //核心部分,生成代理类的字节码             byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(                 proxyName, interfaces, accessFlags);             try {                 //把代理类加载到JVM中,至此动态代理过程基本结束了                 return defineClass0(loader, proxyName,                                     proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);             } catch (ClassFormatError e) {                 /*                  * A ClassFormatError here means that (barring bugs in the                  * proxy class generation code) there was some other                  * invalid aspect of the arguments supplied to the proxy                  * class creation (such as virtual machine limitations                  * exceeded).                  */                 throw new IllegalArgumentException(e.toString());             }         }     }

然后调用getMethod(),将equals(),hashcode(),toString()等方法添加进去。然后遍历所有接口的方法,添加到代理类中。最后将这些方法进行排序。

private static List<Method> getMethods(Class<?>[] interfaces) {         List<Method> result = new ArrayList<Method>();         try {             result.add(Object.class.getMethod("equals", Object.class));             result.add(Object.class.getMethod("hashCode", EmptyArray.CLASS));             result.add(Object.class.getMethod("toString", EmptyArray.CLASS));         } catch (NoSuchMethodException e) {             throw new AssertionError();         }         getMethodsRecursive(interfaces, result);         return result;     } private static void getMethodsRecursive(Class<?>[] interfaces, List<Method> methods) {         for (Class<?> i : interfaces) {             getMethodsRecursive(i.getInterfaces(), methods);             Collections.addAll(methods, i.getDeclaredMethods());         }     }

最后输出相关proxy class

package com.zhb.jdk.proxy; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; import java.lang.reflect.Proxy; import com.zhb.jdk.dynamicProxy.HelloworldImpl; import sun.misc.ProxyGenerator; /**  * @author ZHB  * @date 2018年8月31日下午11:35:07  * @todo TODO  */ public class DynamicProxyTest {     public static void main(String[] args) {         IUserService target = new UserServiceImpl();         MyInvocationHandler handler = new MyInvocationHandler(target);         //第一个参数是指定代理类的类加载器(我们传入当前测试类的类加载器)         //第二个参数是代理类需要实现的接口(我们传入被代理类实现的接口,这样生成的代理类和被代理类就实现了相同的接口)         //第三个参数是invocation handler,用来处理方法的调用。这里传入我们自己实现的handler         IUserService proxyObject = (IUserService) Proxy.newProxyInstance(DynamicProxyTest.class.getClassLoader(),                 target.getClass().getInterfaces(), handler);         proxyObject.add("陈粒");         String path = "D:/$Proxy0.class";         byte[] classFile = ProxyGenerator.generateProxyClass("$Proxy0", HelloworldImpl.class.getInterfaces());         FileOutputStream out = null;         try {             out = new FileOutputStream(path);             out.write(classFile);             out.flush();         } catch (Exception e) {             e.printStackTrace();         } finally {             try {                 out.close();             } catch (IOException e) {                 e.printStackTrace();             }         }     } } // Decompiled by Jad v1.5.8e2. Copyright 2001 Pavel Kouznetsov. // Jad home page: http://kpdus.tripod.com/jad.html // Decompiler options: packimports(3) fieldsfirst ansi space import com.zhb.jdk.proxy.IUserService; import java.lang.reflect.*; public final class $Proxy0 extends Proxy     implements IUserService {     private static Method m1;     private static Method m2;     private static Method m3;     private static Method m0;     //代理类的构造函数,其参数正是是InvocationHandler实例,     //Proxy.newInstance方法就是通过通过这个构造函数来创建代理实例的     public $Proxy0(InvocationHandler invocationhandler)     {         super(invocationhandler);     }      // Object类中的三个方法,equals,toString, hashCode     public final boolean equals(Object obj)     {         try         {             return ((Boolean)super.h.invoke(this, m1, new Object[] {                 obj             })).booleanValue();         }         catch (Error ) { }         catch (Throwable throwable)         {             throw new UndeclaredThrowableException(throwable);         }     }     public final String toString()     {         try         {             return (String)super.h.invoke(this, m2, null);         }         catch (Error ) { }         catch (Throwable throwable)         {             throw new UndeclaredThrowableException(throwable);         }     }     //接口代理方法     public final void add(String s)     {         try         {             // invocation handler的 invoke方法在这里被调用             super.h.invoke(this, m3, new Object[] {                 s             });             return;         }         catch (Error ) { }         catch (Throwable throwable)         {             throw new UndeclaredThrowableException(throwable);         }     }     public final int hashCode()     {         try         {             // 在这里调用了invoke方法。             return ((Integer)super.h.invoke(this, m0, null)).intValue();         }         catch (Error ) { }         catch (Throwable throwable)         {             throw new UndeclaredThrowableException(throwable);         }     }     // 静态代码块对变量进行一些初始化工作     static      {         try         {             m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] {                 Class.forName("java.lang.Object")             });             m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);             m3 = Class.forName("com.zhb.jdk.proxy.IUserService").getMethod("add", new Class[] {                 Class.forName("java.lang.String")             });             m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);         }         catch (NoSuchMethodException nosuchmethodexception)         {             throw new NoSuchMethodError(nosuchmethodexception.getMessage());         }         catch (ClassNotFoundException classnotfoundexception)         {             throw new NoClassDefFoundError(classnotfoundexception.getMessage());         }     } }

关于“JDK中动态代理的示例分析”这篇文章就分享到这里了,希望以上内容可以对大家有一定的帮助,使各位可以学到更多知识,如果觉得文章不错,请把它分享出去让更多的人看到。

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