jdk 深入了解jdk动态代理

最新推荐文章于 2025-08-11 22:14:14 发布

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文章标签： java

原文链接：http://www.cnblogs.com/dragonetyu/p/7610198.html

本文深入探讨了JDK动态代理的实现原理，包括代理对象的生成过程及InvocationHandler的invoke方法调用机制。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

jdk 深入了解jdk动态代理

之前虽然会用JDK的动态代理，但是有些问题却一直没有搞明白。比如说：InvocationHandler的invoke方法是由谁来调用的，

代理对象是怎么生成的，直到前几个星期才把这些问题全部搞明白了。废话不多说了，先来看一下JDK的动态是怎么用的。

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

interface People{
    void walk();
}

class Boy implements People{

    @Override
    public void walk() {
        System.out.println("boy walk ...");
    }
}

class MyInvocationHandler implements InvocationHandler{

    private Object target;
    
    public MyInvocationHandler(Object target){
        super();
        this.target = target;
    }
    
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("begin ... ");
        Object result = method.invoke(target, args);
        System.out.println( "end ...");
        return result;
    }
    
}


public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        People proxy = (People)Proxy.newProxyInstance(Test1.class.getClassLoader(), new Class[]{People.class}, new MyInvocationHandler(new Boy()));
        proxy.walk();
        System.out.println(proxy.getClass().getName());
        System.out.println(Proxy.getProxyClass(Test1.class.getClassLoader(), People.class));
    }
}

控制台输出：

begin ...
boy walk ...
end ...
com.tdhy.util.$Proxy0
class com.tdhy.util.$Proxy0

用起来是很简单吧，其实这里基本上就是AOP的一个简单实现了，在目标对象的方法执行之前和执行之后进行了增强。Spring的AOP实现其实也是用了Proxy和InvocationHandler这两个东西的。
用起来是比较简单，但是如果能知道它背后做了些什么手脚，那就更好不过了。首先来看一下JDK是怎样生成代理对象的。既然生成代理对象是用的Proxy类的静态方newProxyInstance，那么我们就去它的源码里看一下它到底都做了些什么？

java 代码

/** 
 * loader:类加载器 
 * interfaces:目标对象实现的接口 
 * h:InvocationHandler的实现类 
 */  
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 {  
            // 调用代理对象的构造方法（也就是$Proxy0(InvocationHandler h)）  
        Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams);  
            // 生成代理类的实例并把MyInvocationHandler的实例传给它的构造方法  
        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());  
    }  
    }

我们在进去getProxyClass方法看一下

java 代码

public static Class<?> getProxyClass(ClassLoader loader,   
                                         Class<?>... interfaces)  
    throws IllegalArgumentException  
    {  
    // 如果目标类实现的接口数大于65535个则抛出异常（我XX，谁会写这么NB的代码啊？）  
    if (interfaces.length > 65535) {  
        throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");  
    }  
  
    // 声明代理对象所代表的Class对象（有点拗口）  
    Class proxyClass = null;  
  
    String[] interfaceNames = new String[interfaces.length];  
  
    Set interfaceSet = new HashSet();   // for detecting duplicates  
  
    // 遍历目标类所实现的接口  
    for (int i = 0; i < interfaces.length; i++) {  
          
        // 拿到目标类实现的接口的名称  
        String interfaceName = interfaces[i].getName();  
        Class interfaceClass = null;  
        try {  
        // 加载目标类实现的接口到内存中  
        interfaceClass = Class.forName(interfaceName, false, loader);  
        } catch (ClassNotFoundException e) {  
        }  
        if (interfaceClass != interfaces[i]) {  
        throw new IllegalArgumentException(  
            interfaces[i] + " is not visible from class loader");  
        }  
  
        // 中间省略了一些无关紧要的代码 .......  
          
        // 把目标类实现的接口代表的Class对象放到Set中  
        interfaceSet.add(interfaceClass);  
  
        interfaceNames[i] = interfaceName;  
    }  
  
    // 把目标类实现的接口名称作为缓存（Map）中的key  
    Object key = Arrays.asList(interfaceNames);  
  
    Map cache;  
      
    synchronized (loaderToCache) {  
        // 从缓存中获取cache  
        cache = (Map) loaderToCache.get(loader);  
        if (cache == null) {  
        // 如果获取不到，则新建地个HashMap实例  
        cache = new HashMap();  
        // 把HashMap实例和当前加载器放到缓存中  
        loaderToCache.put(loader, cache);  
        }  
  
    }  
  
    synchronized (cache) {  
  
        do {  
        // 根据接口的名称从缓存中获取对象  
        Object value = cache.get(key);  
        if (value instanceof Reference) {  
            proxyClass = (Class) ((Reference) value).get();  
        }  
        if (proxyClass != null) {  
            // 如果代理对象的Class实例已经存在，则直接返回  
            return proxyClass;  
        } else if (value == pendingGenerationMarker) {  
            try {  
            cache.wait();  
            } catch (InterruptedException e) {  
            }  
            continue;  
        } else {  
            cache.put(key, pendingGenerationMarker);  
            break;  
        }  
        } while (true);  
    }  
  
    try {  
        // 中间省略了一些代码 .......  
          
        // 这里就是动态生成代理对象的最关键的地方  
        byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(  
            proxyName, interfaces);  
        try {  
            // 根据代理类的字节码生成代理类的实例  
            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);  
  
    }   
    // 中间省略了一些代码 .......  
      
    return proxyClass;  
    }

进去ProxyGenerator类的静态方法generateProxyClass，这里是真正生成代理类class字节码的地方。

java 代码

public static byte[] generateProxyClass(final String name,  
                                           Class[] interfaces)  
   {  
       ProxyGenerator gen = new ProxyGenerator(name, interfaces);  
    // 这里动态生成代理类的字节码，由于比较复杂就不进去看了  
       final byte[] classFile = gen.generateClassFile();  
  
    // 如果saveGeneratedFiles的值为true，则会把所生成的代理类的字节码保存到硬盘上  
       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);  
                   }  
               }  
           });  
       }  
  
    // 返回代理类的字节码  
       return classFile;  
   }

现在，JDK是怎样动态生成代理类的字节的原理已经一目了然了。

再来解决另外一个问题，那就是由谁来调用InvocationHandler的invoke方法的。要解决这个问题就要看一下JDK到底为我们生成了一个什么东西。用以下代码可以获取到JDK为我们生成的字节码并写到硬盘中。

java 代码　　

public static void main(String[] args) {
        People proxy = (People)Proxy.newProxyInstance(Test1.class.getClassLoader(), new Class[]{People.class}, new MyInvocationHandler(new Boy()));
        writeProxyClassToHardDisk("D:/$Proxy11.class");
        proxy.walk();
        System.out.println(proxy.getClass().getName());
        System.out.println(Proxy.getProxyClass(Test1.class.getClassLoader(), People.class));
    }
    
          
        /** 
         * 把代理类的字节码写到硬盘上 
         * @param path 保存路径 
         */  
        public static void writeProxyClassToHardDisk(String path) {  
            // 第一种方法，这种方式在刚才分析ProxyGenerator时已经知道了  
            // System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", true);  
              
            // 第二种方法  
              
            // 获取代理类的字节码  
            byte[] classFile = ProxyGenerator.generateProxyClass("$Proxy11", Boy.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();  
                }  
            }  
        }

通过以上代码，就可以在D盘上生成一个$Proxy.class文件了，现在用反编译工具来看一下这个class文件里面的内容。

$proxy11.class

import com.tdhy.util.People;
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 People
{
  private static Method m1;
  private static Method m3;
  private static Method m2;
  private static Method m0;

  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 walk()
    throws 
  {
    try
    {
      this.h.invoke(this, m3, null);
      return;
    }
    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);
    }
  }

  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);
    }
  }

  static
  {
    try
    {
      m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] { Class.forName("java.lang.Object") });
      m3 = Class.forName("com.tdhy.util.People").getMethod("walk", 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());
    }
  }
}