java动态代理

本文深入解析了Java动态代理的工作机制,详细介绍了通过反射机制生成代理类的过程,包括关键类及方法如Proxy、InvocationHandler的作用,以及WeakCache和ProxyClassFactory在代理类生成中的角色。

本次只是将java自带的动态代理流程 

定义:为目标类通过反射的机制生产一个代理类,通过代理类执行目标类的方法,从而达到代理的目的 

关键类以及对应的主要方法 

Proxy     ->    public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h)

InvocationHandler  ->所有的中间类都需要继承InvocationHandler 接口 ,实现i接口中invoke方法 ,中间类生产的对象的也是

                                    newProxyInstance方法的参数 

WeakCache ->通过缓存机制存储代理类 

ProxyClassFactory  代理生产工厂,生产类的字节文件

下面,我们结合源码来了解这个过程 ,首先 看一下Proxy 下的 newProxyInstance,getProxyClass0方法 ,这个是生产代理类的入口 

  public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
                                          Class<?>[] interfaces,
                                          InvocationHandler h)
        throws IllegalArgumentException
    {
        Objects.requireNonNull(h);

        final Class<?>[] intfs = interfaces.clone();
        final SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
        if (sm != null) {
            checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs);
        }

        /*
         * Look up or generate the designated proxy class.
         * 该方法是生产代理类,他首先会在缓存中获取Class,如果缓存中没有,
         *则会通过ProxyClassFactory内部类进行生产
         */
        Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);

        /*
         * Invoke its constructor with the designated invocation handler.
         */
        try {
            if (sm != null) {
                checkNewProxyPermission(Reflection.getCallerClass(), cl);
            }

            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;
                    }
                });
            }
            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);
        }
    }

 

 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
        return proxyClassCache.get(loader, interfaces);
    }

 

接下来 我们来了解一下WeakCache 中的get方法  

 public V get(K key, P parameter) {
        Objects.requireNonNull(parameter);

        expungeStaleEntries();

        Object cacheKey = CacheKey.valueOf(key, refQueue);

        // lazily install the 2nd level valuesMap for the particular cacheKey
        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
        Object subKey = Objects.requireNonNull(subKeyFactory.apply(key, parameter));
        Supplier<V> supplier = valuesMap.get(subKey);
        Factory factory = null;

        while (true) {
            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
            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);
                }
            }
        }
    }

 

ProxyClassFactory 通过改方法来完成class文件的生产

   public Class<?> apply(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces) {

            Map<Class<?>, Boolean> interfaceSet = new IdentityHashMap<>(interfaces.length);
            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());
                }
            }

            String proxyPkg = null;     // package to define proxy class in
            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.
             */
            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();
            String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;

            /*
             * Generate the specified proxy class.
             */
            byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(
                proxyName, interfaces, accessFlags);
            try {
                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());
            }
        }
    }

 

转载于:https://my.oschina.net/u/198077/blog/3034848

### Java 动态代理的实现原理与用法 #### 1. Java 动态代理概述 Java 动态代理是一种在运行时动态生成代理对象的技术,它允许开发者无需提前定义具体的代理类即可完成方法拦截和增强功能。这种机制广泛应用于 AOP(面向切面编程)、事务管理以及日志记录等领域[^2]。 #### 2. 动态代理的核心组件 动态代理主要依赖于 `java.lang.reflect.Proxy` 类和 `InvocationHandler` 接口来实现。以下是其核心组成部分: - **Proxy 类**: 提供了用于创建动态代理实例的方法。 - **InvocationHandler 接口**: 定义了一个处理方法调用的回调接口,通过该接口可以自定义代理行为。 当客户端调用代理对象上的某个方法时,实际执行的是由 InvocationHandler 处理逻辑所指定的操作[^3]。 #### 3. JDK 原生动态代理实现 JDK 动态代理基于反射技术,在运行期间为一组接口动态生成代理类及其实例。具体流程如下: - 创建一个实现了 `InvocationHandler` 接口的对象。 - 使用 `Proxy.newProxyInstance()` 方法传入目标类加载器、目标类实现的一组接口列表以及上述 handler 对象,从而获得代理实例。 下面是一个简单的示例代码展示如何利用 JDK 动态代理实现基本的日志打印功能: ```java import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Method; import java.lang.reflect.Proxy; // 定义服务接口 interface GreetingService { void sayHello(String name); } // 实现服务接口的具体业务逻辑 class SimpleGreetingServiceImpl implements GreetingService { @Override public void sayHello(String name) { System.out.println("Hello, " + name); } } // 自定义 InvocationHandler 来拦截并扩展方法调用 class LoggingInvocationHandler implements InvocationHandler { private Object target; // 被代理的目标对象 public LoggingInvocationHandler(Object target) { this.target = target; } @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { System.out.println("[Before] Executing: " + method.getName()); // 执行原始方法 Object result = method.invoke(target, args); System.out.println("[After] Finished execution."); return result; } } public class JdkDynamicProxyDemo { public static void main(String[] args) { // 初始化真实的服务实现 GreetingService greetingService = new SimpleGreetingServiceImpl(); // 构建带有日志功能的代理对象 GreetingService proxyInstance = (GreetingService) Proxy.newProxyInstance( greetingService.getClass().getClassLoader(), greetingService.getClass().getInterfaces(), new LoggingInvocationHandler(greetingService)); // 测试代理效果 proxyInstance.sayHello("World"); } } ``` 此程序展示了如何通过动态代理增加额外的功能而不修改原有代码结构[^1]。 #### 4. CGLib 动态代理实现 除了 JDK 内置支持外,还可以借助第三方库如 CGLib 进行动态代理操作。CGLib 主要针对那些未继承任何接口或者希望直接操控实体类场景下更为适用。它的内部工作机理涉及字节码层面操作,能够子类化任意非 final 的普通类,并重写其中的方法达到相同目的。 需要注意的是,由于两者设计初衷不同,在性能表现上可能会有所差异;通常情况下,如果仅需对接口做封装,则推荐优先考虑更轻量级也更加直观易懂的 JDK 方案。 --- ###
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