后端---java的动态代理机制详解

关于Java中的动态代理，我们首先需要了解的是一种常用的设计模式--代理模式，而对于代理，根据创建代理类的时间点，又可以分为静态代理和动态代理。

一、代理模式 

     代理模式是常用的java设计模式，他的特征是代理类与委托类有同样的接口，代理类主要负责为委托类预处理消息、过滤消息、把消息转发给委托类，以及事后处理消息等。代理类与委托类之间通常会存在关联关系，一个代理类的对象与一个委托类的对象关联，代理类的对象本身并不真正实现服务，而是通过调用委托类的对象的相关方法，来提供特定的服务。简单的说就是，我们在访问实际对象时，是通过代理对象来访问的，代理模式就是在访问实际对象时引入一定程度的间接性，因为这种间接性，可以附加多种用途。在后面我会解释这种间接性带来的好处。

代理类可分为两种：

• 静态代理：由程序员创建代理类或特定工具自动生成源代码再对其编译，也就是说在程序运行前代理类的.class文件就已经存在。
• 动态代理：在程序运行时运用反射机制动态创建生成。

 二、静态代理

1、静态代理

静态代理：由程序员创建或特定工具自动生成源代码，也就是在编译时就已经将接口，被代理类，代理类等确定下来。在程序运行之前，代理类的.class文件就已经生成。

 上面说过，代理类和委托类一般都要实现相同的接口，下面先定义这个接口：

public interface Service
{    
    public void add();
}

委托类作为接口的一种实现，定义如下：

public class ServiceImpl implements Service
{
    public void add()
    {
        System.out.println("添加用户！");
        
    }
}

　　假如我们要对委托类加一些日志的操作，代理类可做如下定义： 

 

public class ServiceProxy implements Service
{
    private Service service;
    public ServiceProxy(Service service)
    {
        super();
        this.service = service;
    }
    public void add()
    {
        System.out.println("服务开始");
        service.add();
        System.out.println("服务结束");
    }
}

编写测试类：

public class TestMain
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Service serviceImpl=new ServiceImpl();
        Service proxy=new ServiceProxy(serviceImpl);
        proxy.add();
    }
}

 　　运行测试程序，结果如下图：

 

　从上面的代码可以看到，静态代理类只能为特定的接口服务，如果要服务多类型的对象，就要为每一种对象进行代理。我们就会想是否可以通过一个代理类完成全部的代理功能，于是引入的动态代理的概念。 

三、动态代理 

在java的动态代理机制中，有两个重要的类或接口，一个是 InvocationHandler(Interface)、另一个则是 Proxy(Class)，这一个类和接口是实现我们动态代理所必须用到的。首先我们先来看看java的API帮助文档是怎么样对这两个类进行描述的：

InvocationHandler:

InvocationHandler is the interface implemented by the invocation handler of a proxy instance. 

Each proxy instance has an associated invocation handler. When a method is invoked on a proxy instance, the method invocation is encoded and dispatched to the invoke method of its invocation handler.

每一个动态代理类都必须要实现InvocationHandler这个接口，并且每个代理类的实例都关联到了一个handler，当我们通过代理对象调用一个方法的时候，这个方法的调用就会被转发为由InvocationHandler这个接口的 invoke 方法来进行调用。我们来看看InvocationHandler这个接口的唯一一个方法 invoke 方法：

Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable

 Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable

proxy:　　指代我们所代理的那个真实对象

method:　　指代的是我们所要调用真实对象的某个方法的Method对象

args:　　指代的是调用真实对象某个方法时接受的参数

 接下来我们来看看Proxy这个类：

Proxy provides static methods for creating dynamic proxy classes and instances, and it is also the superclass of all dynamic proxy classes created by those methods. 

Proxy这个类的作用就是用来动态创建一个代理对象的类，它提供了许多的方法，但是我们用的最多的就是 newProxyInstance 这个方法：

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

这个方法的作用就是得到一个动态的代理对象，其接收三个参数，我们来看看这三个参数所代表的含义：

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

loader:　　一个ClassLoader对象，定义了由哪个ClassLoader对象来对生成的代理对象进行加载

interfaces:　　一个Interface对象的数组，表示的是我将要给我需要代理的对象提供一组什么接口，如果我提供了一组接口给它，那么这个代理对象就宣称实现了该接口(多态)，这样我就能调用这组接口中的方法了

h:　　一个InvocationHandler对象，表示的是当我这个动态代理对象在调用方法的时候，会关联到哪一个InvocationHandler对象上

好了，在介绍完这两个接口(类)以后，我们来通过一个反编译出一个动态代理出来的类来看看我们的动态代理模式是什么样的：

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException;
import proxy.Person;

public final class $Proxy0 extends Proxy implements Person
{
  private static Method m1;
  private static Method m2;
  private static Method m3;
  private static Method m0;
  
  /**
  *
  *super(paramInvocationHandler)，是调用父类Proxy的构造方法。
  *父类持有：protected InvocationHandler h;
  *Proxy构造方法：
  *    protected Proxy(InvocationHandler h) {
  *         Objects.requireNonNull(h);
  *         this.h = h;
  *     }
  *
  */
  public $Proxy0(InvocationHandler paramInvocationHandler)
    throws 
  {
    super(paramInvocationHandler);
  }
  
  //这个静态块本来是在最后的，我把它拿到前面来，方便描述
   static
  {
    try
    {
      //看看这儿静态块儿里面有什么，是不是找到了giveMoney方法。请记住giveMoney通过反射得到的名字m3，其他的先不管
      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("proxy.Person").getMethod("giveMoney", 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());
    }
  }
 
  /**
  * 
  *这里调用代理对象的giveMoney方法，直接就调用了InvocationHandler中的invoke方法，并把m3传了进去。
  *this.h.invoke(this, m3, null);这里简单，明了。
  *来，再想想，代理对象持有一个InvocationHandler对象，InvocationHandler对象持有一个被代理的对象，
  *再联系到InvacationHandler中的invoke方法。嗯，就是这样。
  */
  public final void giveMoney()
    throws 
  {
    try
    {
      this.h.invoke(this, m3, null);
      return;
    }
    catch (Error|RuntimeException localError)
    {
      throw localError;
    }
    catch (Throwable localThrowable)
    {
      throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
    }
  }

  //注意，这里为了节省篇幅，省去了toString，hashCode、equals方法的内容。原理和giveMoney方法一毛一样。

}

我们用一张图来概括上面代码的核心原理：

 

CGLIB动态代理示例（SpringAop实现代理用到）

JDK的动态代理机制只能代理实现了接口的类，而不能实现接口的类就不能实现JDK的动态代理，cglib是针对类来实现代理的，他的原理是对指定的目标类生成一个子类，并覆盖其中方法实现增强，但因为采用的是继承，所以不能对final修饰的类进行代理。 
CGLIB是一个强大的高性能的代码生成包。被广泛的许多AOP框架使用，如Spring的AOP和dynaop，为他们提供方法的interceptor(拦截)，最流行的是OR Mapping工具Hibernate也是使用CGLIB来代理单端的single-ended（多对一和一对一）关联（对集合的延迟抓取是采用其他机制实现）。EsayMock和jMock是通过模仿（moke）对象来测试java代码的包。他们都是通过使用CGLIB来为那些没有接口的类创建模仿（moke）对象。

我们先通过demo来快速了解CGLIB的使用示例。

定义实现类

/** 
 * 这个是没有实现接口的实现类 
 *  
 * @author student 
 *  
 */  
public class BookFacadeImpl {  
    public void addBook() {  
        System.out.println("增加图书的普通方法...");  
    }  
} 

定义代理

/** 
 * 使用cglib动态代理 
 *  
 * @author student 
 *  
 */  
public class BookFacadeCglib implements MethodInterceptor {  
    private Object target;  
  
    /** 
     * 创建代理对象 
     *  
     * @param target 
     * @return 
     */  
    public Object getInstance(Object target) {  
        this.target = target;  
        Enhancer enhancer = new Enhancer();  
        enhancer.setSuperclass(this.target.getClass());  
        // 回调方法  
        enhancer.setCallback(this);  
        // 创建代理对象  
        return enhancer.create();  
    }  
  
    @Override  
    // 回调方法  
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args,  
            MethodProxy proxy) throws Throwable {  
        System.out.println("事物开始");  
        proxy.invokeSuper(obj, args);  
        System.out.println("事物结束");  
        return null;  
  
  
    }  
  
}  

编写Cglib测试

public class TestCglib {  
      
    public static void main(String[] args) {  
        BookFacadeCglib cglib=new BookFacadeCglib();  
        BookFacadeImpl bookCglib=(BookFacadeImpl)cglib.getInstance(new BookFacadeImpl());  
        bookCglib.addBook();  
    }  
}