Java動態代理實現

時間  2019-11-17
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實例：java

package com.itgarden.taobao.proxy;

/**
 * TODO 類說明
 * 
 * @author <a href="mailto:zhangqi.dzq@taobao.com">zhangqi.dzq</a>
 * @version 1.0
 * @since 2015年11月19日
 */
public interface DemoFirst {
	public void saveFirst();
}
package com.itgarden.taobao.proxy;

/**
 * TODO 類說明
 * 
 * @author <a href="mailto:zhangqi.dzq@taobao.com">zhangqi.dzq</a>
 * @version 1.0
 * @since 2015年11月19日
 */
public class DemoFirstImpl implements DemoFirst {

	public void saveFirst() {
		System.out.println("調用saveFirst()方法");
	}
}
package com.itgarden.taobao.proxy;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;

/**
 * TODO 類說明
 * 
 * @author <a href="mailto:zhangqi.dzq@taobao.com">zhangqi.dzq</a>
 * @version 1.0
 * @since 2015年11月19日
 */
public class InvocationHandlerImpl implements InvocationHandler {

	private Object target;

	public InvocationHandlerImpl(Object target) {
		this.target = target;
	}

	public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
		System.out.println("target : " + target.getClass().getName());
		System.out.println("proxy : " + proxy.getClass().getName());
		System.out.println("method : " + method.getName());
		System.out.println("args ： " + args);
		System.out.println("開始記錄日誌");
		Object obj = method.invoke(target, args);
		System.out.println("結束記錄日誌");
		return obj;
	}
}
package com.itgarden.taobao.proxy;

import java.lang.reflect.Proxy;

/**
 * TODO 類說明
 * 
 * @author <a href="mailto:zhangqi.dzq@taobao.com">zhangqi.dzq</a>
 * @version 1.0
 * @since 2015年11月19日
 */

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		DemoFirst first = new DemoFirstImpl();
		DemoFirst firstProxy = (DemoFirst) Proxy.newProxyInstance(first.getClass().getClassLoader(), first.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandlerImpl(first));
		firstProxy.saveFirst();
	}
}

result:緩存

target : com.itgarden.taobao.proxy.DemoFirstImpl工具

proxy : com.sun.proxy.$Proxy0this

method : saveFirstspa

args ： null.net

開始記錄日誌代理

調用saveFirst()方法日誌

結束記錄日誌code


分析：從Proxy.newProxyInstance開始
orm

/**
 * loader:類加載器
 * interfaces:目標對象實現的接口
 * h:InvocationHandler的實現類
 */
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
					  Class<?>[] interfaces,
					  InvocationHandler h)
	throws IllegalArgumentException
    {
	if (h == null) {
	    throw new NullPointerException();
	}

	/*
	 * Look up or generate the designated proxy class.
	 */
	Class cl = getProxyClass(loader, interfaces);

	/*
	 * Invoke its constructor with the designated invocation handler.
	 */
	try {
            // 調用代理對象的構造方法（也就是$Proxy0(InvocationHandler h)）
	    Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams);
            // 生成代理類的實例並把MyInvocationHandler的實例傳給它的構造方法
	    return (Object) cons.newInstance(new Object[] { h });
	} catch (NoSuchMethodException e) {
	    throw new InternalError(e.toString());
	} catch (IllegalAccessException e) {
	    throw new InternalError(e.toString());
	} catch (InstantiationException e) {
	    throw new InternalError(e.toString());
	} catch (InvocationTargetException e) {
	    throw new InternalError(e.toString());
	}
    }
public static Class<?> getProxyClass(ClassLoader loader, 
                                         Class<?>... interfaces)
	throws IllegalArgumentException
    {
	// 若是目標類實現的接口數大於65535個則拋出異常（我XX，誰會寫這麼NB的代碼啊？）
	if (interfaces.length > 65535) {
	    throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");
	}

	// 聲明代理對象所表明的Class對象
	Class proxyClass = null;

	String[] interfaceNames = new String[interfaces.length];

	Set interfaceSet = new HashSet();	// for detecting duplicates

	// 遍歷目標類所實現的接口
	for (int i = 0; i < interfaces.length; i++) {
	    
		// 拿到目標類實現的接口的名稱
	    String interfaceName = interfaces[i].getName();
	    Class interfaceClass = null;
	    try {
		// 加載目標類實現的接口到內存中
		interfaceClass = Class.forName(interfaceName, false, loader);
	    } catch (ClassNotFoundException e) {
	    }
	    if (interfaceClass != interfaces[i]) {
		throw new IllegalArgumentException(
		    interfaces[i] + " is not visible from class loader");
	    }

		// 中間省略了一些可有可無的代碼 .......
		
		// 把目標類實現的接口表明的Class對象放到Set中
	    interfaceSet.add(interfaceClass);

	    interfaceNames[i] = interfaceName;
	}

	// 把目標類實現的接口名稱做爲緩存（Map）中的key
	Object key = Arrays.asList(interfaceNames);

	Map cache;
	
	synchronized (loaderToCache) {
		// 從緩存中獲取cache
	    cache = (Map) loaderToCache.get(loader);
	    if (cache == null) {
		// 若是獲取不到，則新建地個HashMap實例
		cache = new HashMap();
		// 把HashMap實例和當前加載器放到緩存中
		loaderToCache.put(loader, cache);
	    }

	}

	synchronized (cache) {

	    do {
		// 根據接口的名稱從緩存中獲取對象
		Object value = cache.get(key);
		if (value instanceof Reference) {
		    proxyClass = (Class) ((Reference) value).get();
		}
		if (proxyClass != null) {
		    // 若是代理對象的Class實例已經存在，則直接返回
		    return proxyClass;
		} else if (value == pendingGenerationMarker) {
		    try {
			cache.wait();
		    } catch (InterruptedException e) {
		    }
		    continue;
		} else {
		    cache.put(key, pendingGenerationMarker);
		    break;
		}
	    } while (true);
	}

	try {
	    // 中間省略了一些代碼 .......
		
		// 這裏就是動態生成代理對象的最關鍵的地方
		byte[] proxyClassFile =	ProxyGenerator.generateProxyClass(
		    proxyName, interfaces);
		try {
			// 根據代理類的字節碼生成代理類的實例
		    proxyClass = defineClass0(loader, proxyName,
			proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);
		} catch (ClassFormatError e) {
		    throw new IllegalArgumentException(e.toString());
		}
	    }
	    // add to set of all generated proxy classes, for isProxyClass
	    proxyClasses.put(proxyClass, null);

	} 
	// 中間省略了一些代碼 .......
	
	return proxyClass;
    }

進去ProxyGenerator類的靜態方法generateProxyClass，這裏是真正生成代理類class字節碼的地方。 

 public static byte[] generateProxyClass(final String name,
                                            Class[] interfaces)
    {
        ProxyGenerator gen = new ProxyGenerator(name, interfaces);
		// 這裏動態生成代理類的字節碼，因爲比較複雜就不進去看了
        final byte[] classFile = gen.generateClassFile();

		// 若是saveGeneratedFiles的值爲true，則會把所生成的代理類的字節碼保存到硬盤上
        if (saveGeneratedFiles) {
            java.security.AccessController.doPrivileged(
            new java.security.PrivilegedAction<Void>() {
                public Void run() {
                    try {
                        FileOutputStream file =
                            new FileOutputStream(dotToSlash(name) + ".class");
                        file.write(classFile);
                        file.close();
                        return null;
                    } catch (IOException e) {
                        throw new InternalError(
                            "I/O exception saving generated file: " + e);
                    }
                }
            });
        }

		// 返回代理類的字節碼
        return classFile;
    }

如今，JDK是怎樣動態生成代理類的字節的原理已經一目瞭然了。 

好了，再來解決另一個問題，那就是由誰來調用InvocationHandler的invoke方法的。要解決這個問題就要看一下JDK到底爲咱們生成了一個什麼東西。用如下代碼能夠獲取到JDK爲咱們生成的字節碼並寫到硬盤中。 

package com.itgarden.taobao.proxy;

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

import sun.misc.ProxyGenerator;

/**
 * TODO 類說明
 * 
 * @author <a href="mailto:zhangqi.dzq@taobao.com">zhangqi.dzq</a>
 * @version 1.0
 * @since 2015年11月19日
 */
public class ProxyGeneratorUtils {
	/**
	 * 把代理類的字節碼寫到硬盤上
	 * 
	 * @param path 保存路徑
	 */
	public static void writeProxyClassToHardDisk(String path) {
		byte[] classFile = ProxyGenerator.generateProxyClass("$Proxy11", DemoFirstImpl.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();
			}
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		writeProxyClassToHardDisk("E:/$Proxy11.class");
	}
}

經過以上代碼，就能夠在F盤上生成一個$Proxy.class文件了，如今用反編譯工具來看一下這個class文件裏面的內容。 

import com.itgarden.taobao.proxy.DemoFirst;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException;

public final class $Proxy11 extends Proxy
  implements DemoFirst
{
  private static Method m1;
  private static Method m3;
  private static Method m0;
  private static Method m2;

  public $Proxy11(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 (Error|RuntimeException localError)
    {
      throw localError;
    }
    catch (Throwable localThrowable)
    {
      throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
    }
  }

  public final void saveFirst()
    throws 
  {
    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()
    throws 
  {
    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()
    throws 
  {
    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("com.itgarden.taobao.proxy.DemoFirst").getMethod("saveFirst", 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());
    }
  }
}


java.lang.reflect.Proxy源碼地址：http://my.oschina.net/u/1185936/blog/532766

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