从另一个角度理解Java中的动态代理机制

本篇文章为大家展示了从另一个角度理解Java中的动态代理机制,内容简明扼要并且容易理解,绝对能使你眼前一亮,通过这篇文章的详细介绍希望你能有所收获。

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class文件简介及加载

Java编译器编译好Java文件之后,产生.class 文件在磁盘中。这种class文件是二进制文件,内容是只有JVM虚拟机能够识别的机器码。JVM虚拟机读取字节码文件,取出二进制数据,加载到内存中,解析.class 文件内的信息,生成对应的 Class对象:

从另一个角度理解Java中的动态代理机制

class字节码文件是根据JVM虚拟机规范中规定的字节码组织规则生成的、具体class文件是怎样组织类信息的,可以参考 此博文:深入理解Java Class文件格式系列。或者是Java虚拟机规范。

下面通过一段代码演示手动加载 class文件字节码到系统内,转换成class对象,然后再实例化的过程:

a. 定义一个 Programmer类:

package samples; 
/** 
 * 程序猿类 
 * @author louluan 
 */ 
public class Programmer { 
 
 public void code() 
 { 
  System.out.println("I'm a Programmer,Just Coding....."); 
 } 
} 

b. 自定义一个类加载器:

package samples; 
/** 
 * 自定义一个类加载器,用于将字节码转换为class对象 
 * @author louluan 
 */ 
public class MyClassLoader extends ClassLoader { 
 
 public Class<?> defineMyClass( byte[] b, int off, int len) 
 { 
  return super.defineClass(b, off, len); 
 } 
  
} 

c. 然后编译成Programmer.class文件,在程序中读取字节码,然后转换成相应的class对象,再实例化:

package samples; 
 
import java.io.File; 
import java.io.FileInputStream; 
import java.io.FileNotFoundException; 
import java.io.IOException; 
import java.io.InputStream; 
import java.net.URL; 
 
public class MyTest { 
 
 public static void main(String[] args) throws IOException { 
  //读取本地的class文件内的字节码,转换成字节码数组 
  File file = new File("."); 
  InputStream input = new FileInputStream(file.getCanonicalPath()+"\\bin\\samples\\Programmer.class"); 
  byte[] result = new byte[1024]; 
   
  int count = input.read(result); 
  // 使用自定义的类加载器将 byte字节码数组转换为对应的class对象 
  MyClassLoader loader = new MyClassLoader(); 
  Class clazz = loader.defineMyClass( result, 0, count); 
  //测试加载是否成功,打印class 对象的名称 
  System.out.println(clazz.getCanonicalName()); 
     
    //实例化一个Programmer对象 
    Object o= clazz.newInstance(); 
    try { 
     //调用Programmer的code方法 
     clazz.getMethod("code", null).invoke(o, null); 
     } catch (IllegalArgumentException | InvocationTargetException 
      | NoSuchMethodException | SecurityException e) { 
      e.printStackTrace(); 
     } 
 } 
} 

以上代码演示了,通过字节码加载成class 对象的能力,下面看一下在代码中如何生成class文件的字节码。

在运行期的代码中生成二进制字节码

由于JVM通过字节码的二进制信息加载类的,那么,如果我们在运行期系统中,遵循Java编译系统组织.class文件的格式和结构,生成相应的二进制数据,然后再把这个二进制数据加载转换成对应的类,这样,就完成了在代码中,动态创建一个类的能力了。

从另一个角度理解Java中的动态代理机制

在运行时期可以按照Java虚拟机规范对class文件的组织规则生成对应的二进制字节码。当前有很多开源框架可以完成这些功能,如ASM,Javassist。

Java字节码生成开源框架介绍--ASM:

ASM 是一个 Java 字节码操控框架。它能够以二进制形式修改已有类或者动态生成类。ASM 可以直接产生二进制 class 文件,也可以在类被加载入 Java 虚拟机之前动态改变类行为。ASM 从类文件中读入信息后,能够改变类行为,分析类信息,甚至能够根据用户要求生成新类。

不过ASM在创建class字节码的过程中,操纵的级别是底层JVM的汇编指令级别,这要求ASM使用者要对class组织结构和JVM汇编指令有一定的了解。

下面通过ASM 生成下面类Programmer的class字节码:

package com.samples; 
import java.io.PrintStream; 
 
public class Programmer { 
 
 public void code() 
 { 
  System.out.println("I'm a Programmer,Just Coding....."); 
 } 
} 

使用ASM框架提供了ClassWriter 接口,通过访问者模式进行动态创建class字节码,看下面的例子:

package samples; 
 
import java.io.File; 
import java.io.FileOutputStream; 
import java.io.IOException; 
 
import org.objectweb.asm.ClassWriter; 
import org.objectweb.asm.MethodVisitor; 
import org.objectweb.asm.Opcodes; 
public class MyGenerator { 
 
 public static void main(String[] args) throws IOException { 
 
  System.out.println(); 
  ClassWriter classWriter = new ClassWriter(0); 
  // 通过visit方法确定类的头部信息 
  classWriter.visit(Opcodes.V1_7,// java版本 
    Opcodes.ACC_PUBLIC,// 类修饰符 
    "Programmer", // 类的全限定名 
    null, "java/lang/Object", null); 
   
  //创建构造函数 
  MethodVisitor mv = classWriter.visitMethod(Opcodes.ACC_PUBLIC, "", "()V", null, null); 
  mv.visitCode(); 
  mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 0); 
  mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESPECIAL, "java/lang/Object", "","()V"); 
  mv.visitInsn(Opcodes.RETURN); 
  mv.visitMaxs(1, 1); 
  mv.visitEnd(); 
   
  // 定义code方法 
  MethodVisitor methodVisitor = classWriter.visitMethod(Opcodes.ACC_PUBLIC, "code", "()V", 
    null, null); 
  methodVisitor.visitCode(); 
  methodVisitor.visitFieldInsn(Opcodes.GETSTATIC, "java/lang/System", "out", 
    "Ljava/io/PrintStream;"); 
  methodVisitor.visitLdcInsn("I'm a Programmer,Just Coding....."); 
  methodVisitor.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", "println", 
    "(Ljava/lang/String;)V"); 
  methodVisitor.visitInsn(Opcodes.RETURN); 
  methodVisitor.visitMaxs(2, 2); 
  methodVisitor.visitEnd(); 
  classWriter.visitEnd(); 
  // 使classWriter类已经完成 
  // 将classWriter转换成字节数组写到文件里面去 
  byte[] data = classWriter.toByteArray(); 
  File file = new File("D://Programmer.class"); 
  FileOutputStream fout = new FileOutputStream(file); 
  fout.write(data); 
  fout.close(); 
 } 
} 

上述的代码执行过后,用Java反编译工具(如JD_GUI)打开D盘下生成的Programmer.class,可以看到以下信息:

从另一个角度理解Java中的动态代理机制

再用上面我们定义的类加载器将这个class文件加载到内存中,然后 创建class对象,并且实例化一个对象,调用code方法,会看到下面的结果:

从另一个角度理解Java中的动态代理机制

 以上表明:在代码里生成字节码,并动态地加载成class对象、创建实例是完全可以实现的。

Java字节码生成开源框架介绍--Javassist:

Javassist是一个开源的分析、编辑和创建Java字节码的类库。是由东京工业大学的数学和计算机科学系的 Shigeru Chiba (千叶 滋)所创建的。它已加入了开放源代码JBoss 应用服务器项目,通过使用Javassist对字节码操作为JBoss实现动态AOP框架。javassist是jboss的一个子项目,其主要的优点,在于简单,而且快速。直接使用java编码的形式,而不需要了解虚拟机指令,就能动态改变类的结构,或者动态生成类。
下面通过Javassist创建上述的Programmer类:

import javassist.ClassPool; 
import javassist.CtClass; 
import javassist.CtMethod; 
import javassist.CtNewMethod; 
 
public class MyGenerator { 
 
 public static void main(String[] args) throws Exception { 
  ClassPool pool = ClassPool.getDefault(); 
  //创建Programmer类  
  CtClass cc= pool.makeClass("com.samples.Programmer"); 
  //定义code方法 
  CtMethod method = CtNewMethod.make("public void code(){}", cc); 
  //插入方法代码 
  method.insertBefore("System.out.println(\"I'm a Programmer,Just Coding.....\");"); 
  cc.addMethod(method); 
  //保存生成的字节码 
  cc.writeFile("d://temp"); 
 } 
} 

通过JD-gui反编译工具打开Programmer.class 可以看到以下代码:

从另一个角度理解Java中的动态代理机制

代理的基本构成:

代理模式上,基本上有Subject角色,RealSubject角色,Proxy角色。其中:Subject角色负责定义RealSubject和Proxy角色应该实现的接口;RealSubject角色用来真正完成业务服务功能;Proxy角色负责将自身的Request请求,调用realsubject 对应的request功能来实现业务功能,自己不真正做业务。

从另一个角度理解Java中的动态代理机制

上面的这幅代理结构图是典型的静态的代理模式:

当在代码阶段规定这种代理关系,Proxy类通过编译器编译成class文件,当系统运行时,此class已经存在了。这种静态的代理模式固然在访问无法访问的资源,增强现有的接口业务功能方面有很大的优点,但是大量使用这种静态代理,会使我们系统内的类的规模增大,并且不易维护;并且由于Proxy和RealSubject的功能 本质上是相同的,Proxy只是起到了中介的作用,这种代理在系统中的存在,导致系统结构比较臃肿和松散。

为了解决这个问题,就有了动态地创建Proxy的想法:在运行状态中,需要代理的地方,根据Subject 和RealSubject,动态地创建一个Proxy,用完之后,就会销毁,这样就可以避免了Proxy 角色的class在系统中冗杂的问题了。
下面以一个代理模式实例阐述这一问题:

将车站的售票服务抽象出一个接口TicketService,包含问询,卖票,退票功能,车站类Station实现了TicketService接口,车票代售点StationProxy则实现了代理角色的功能,类图如下所示。

从另一个角度理解Java中的动态代理机制

对应的静态的代理模式代码如下所示:

package com.foo.proxy; 
 
/** 
 * 售票服务接口实现类,车站 
 * @author louluan 
 */ 
public class Station implements TicketService { 
 
 @Override 
 public void sellTicket() { 
  System.out.println("\n\t售票.....\n"); 
 } 
 
 @Override 
 public void inquire() { 
  System.out.println("\n\t问询。。。。\n"); 
 } 
 
 @Override 
 public void withdraw() { 
  System.out.println("\n\t退票......\n"); 
 } 
 
} 
package com.foo.proxy; 
/** 
 * 售票服务接口 
 * @author louluan 
 */ 
public interface TicketService { 
 
 //售票 
 public void sellTicket(); 
  
 //问询 
 public void inquire(); 
  
 //退票 
 public void withdraw(); 
  
} 

package com.foo.proxy; 
 
/** 
 * 车票代售点 
 * @author louluan 
 * 
 */ 
public class StationProxy implements TicketService { 
 
 private Station station; 
 
 public StationProxy(Station station){ 
  this.station = station; 
 } 
  
 @Override 
 public void sellTicket() { 
 
  // 1.做真正业务前,提示信息 
  this.showAlertInfo("××××您正在使用车票代售点进行购票,每张票将会收取5元手续费!××××"); 
  // 2.调用真实业务逻辑 
  station.sellTicket(); 
  // 3.后处理 
  this.takeHandlingFee(); 
  this.showAlertInfo("××××欢迎您的光临,再见!××××\n"); 
 
 } 
 
 @Override 
 public void inquire() { 
  // 1做真正业务前,提示信息 
  this.showAlertInfo("××××欢迎光临本代售点,问询服务不会收取任何费用,本问询信息仅供参考,具体信息以车站真实数据为准!××××"); 
  // 2.调用真实逻辑 
  station.inquire(); 
  // 3。后处理 
  this.showAlertInfo("××××欢迎您的光临,再见!××××\n"); 
 } 
 
 @Override 
 public void withdraw() { 
  // 1。真正业务前处理 
  this.showAlertInfo("××××欢迎光临本代售点,退票除了扣除票额的20%外,本代理处额外加收2元手续费!××××"); 
  // 2.调用真正业务逻辑 
  station.withdraw(); 
  // 3.后处理 
  this.takeHandlingFee(); 
 
 } 
 
 /* 
  * 展示额外信息 
  */ 
 private void showAlertInfo(String info) { 
  System.out.println(info); 
 } 
 
 /* 
  * 收取手续费 
  */ 
 private void takeHandlingFee() { 
  System.out.println("收取手续费,打印发票。。。。。\n"); 
 } 
 
} 

由于我们现在不希望静态地有StationProxy类存在,希望在代码中,动态生成器二进制代码,加载进来。为此,使用Javassist开源框架,在代码中动态地生成StationProxy的字节码:

package com.foo.proxy; 
 
import java.lang.reflect.Constructor; 
 
import javassist.*; 
public class Test { 
 
 public static void main(String[] args) throws Exception { 
  createProxy(); 
 } 
  
 /* 
  * 手动创建字节码 
  */ 
 private static void createProxy() throws Exception 
 { 
  ClassPool pool = ClassPool.getDefault(); 
 
  CtClass cc = pool.makeClass("com.foo.proxy.StationProxy"); 
   
  //设置接口 
  CtClass interface1 = pool.get("com.foo.proxy.TicketService"); 
  cc.setInterfaces(new CtClass[]{interface1}); 
   
  //设置Field 
  CtField field = CtField.make("private com.foo.proxy.Station station;", cc); 
   
  cc.addField(field); 
   
  CtClass stationClass = pool.get("com.foo.proxy.Station"); 
  CtClass[] arrays = new CtClass[]{stationClass}; 
  CtConstructor ctc = CtNewConstructor.make(arrays,null,CtNewConstructor.PASS_NONE,null,null, cc); 
  //设置构造函数内部信息 
  ctc.setBody("{this.station=$1;}"); 
  cc.addConstructor(ctc); 
 
  //创建收取手续 takeHandlingFee方法 
  CtMethod takeHandlingFee = CtMethod.make("private void takeHandlingFee() {}", cc); 
  takeHandlingFee.setBody("System.out.println(\"收取手续费,打印发票。。。。。\");"); 
  cc.addMethod(takeHandlingFee); 
   
  //创建showAlertInfo 方法 
  CtMethod showInfo = CtMethod.make("private void showAlertInfo(String info) {}", cc); 
  showInfo.setBody("System.out.println($1);"); 
  cc.addMethod(showInfo); 
   
  //sellTicket 
  CtMethod sellTicket = CtMethod.make("public void sellTicket(){}", cc); 
  sellTicket.setBody("{this.showAlertInfo(\"××××您正在使用车票代售点进行购票,每张票将会收取5元手续费!××××\");" 
    + "station.sellTicket();" 
    + "this.takeHandlingFee();" 
    + "this.showAlertInfo(\"××××欢迎您的光临,再见!××××\");}"); 
  cc.addMethod(sellTicket); 
   
  //添加inquire方法 
  CtMethod inquire = CtMethod.make("public void inquire() {}", cc); 
  inquire.setBody("{this.showAlertInfo(\"××××欢迎光临本代售点,问询服务不会收取任何费用,本问询信息仅供参考,具体信息以车站真实数据为准!××××\");" 
  + "station.inquire();" 
  + "this.showAlertInfo(\"××××欢迎您的光临,再见!××××\");}" 
  ); 
  cc.addMethod(inquire); 
   
  //添加widthraw方法 
  CtMethod withdraw = CtMethod.make("public void withdraw() {}", cc); 
  withdraw.setBody("{this.showAlertInfo(\"××××欢迎光临本代售点,退票除了扣除票额的20%外,本代理处额外加收2元手续费!××××\");" 
    + "station.withdraw();" 
    + "this.takeHandlingFee();}" 
    ); 
  cc.addMethod(withdraw); 
   
  //获取动态生成的class 
  Class c = cc.toClass(); 
  //获取构造器 
  Constructor constructor= c.getConstructor(Station.class); 
  //通过构造器实例化 
  TicketService o = (TicketService)constructor.newInstance(new Station()); 
  o.inquire(); 
   
  cc.writeFile("D://test"); 
 } 
  
} 

上述代码执行过后,会产生StationProxy的字节码,并且用生成字节码加载如内存创建对象,调用inquire()方法,会得到以下结果:

从另一个角度理解Java中的动态代理机制

通过上面动态生成的代码,我们发现,其实现相当地麻烦在创造的过程中,含有太多的业务代码。我们使用上述创建Proxy代理类的方式的初衷是减少系统代码的冗杂度,但是上述做法却增加了在动态创建代理类过程中的复杂度:手动地创建了太多的业务代码,并且封装性也不够,完全不具有可拓展性和通用性。如果某个代理类的一些业务逻辑非常复杂,上述的动态创建代理的方式是非常不可取的!

InvocationHandler角色的由来

仔细思考代理模式中的代理Proxy角色。Proxy角色在执行代理业务的时候,无非是在调用真正业务之前或者之后做一些“额外”业务。

从另一个角度理解Java中的动态代理机制

有上图可以看出,代理类处理的逻辑很简单:在调用某个方法前及方法后做一些额外的业务。换一种思路就是:在触发(invoke)真实角色的方法之前或者之后做一些额外的业务。那么,为了构造出具有通用性和简单性的代理类,可以将所有的触发真实角色动作交给一个触发的管理器,让这个管理器统一地管理触发。这种管理器就是Invocation Handler。
动态代理模式的结构跟上面的静态代理模式稍微有所不同,多引入了一个InvocationHandler角色。

先解释一下InvocationHandler的作用:

在静态代理中,代理Proxy中的方法,都指定了调用了特定的realSubject中的对应的方法:

在上面的静态代理模式下,Proxy所做的事情,无非是调用在不同的request时,调用触发realSubject对应的方法;更抽象点看,Proxy所作的事情;在Java中 方法(Method)也是作为一个对象来看待了,动态代理工作的基本模式就是将自己的方法功能的实现交给 InvocationHandler角色,外界对Proxy角色中的每一个方法的调用,Proxy角色都会交给InvocationHandler来处理,而InvocationHandler则调用具体对象角色的方法。如下图所示:

从另一个角度理解Java中的动态代理机制

在这种模式之中:代理Proxy 和RealSubject 应该实现相同的功能,这一点相当重要。(我这里说的功能,可以理解为某个类的public方法)

在面向对象的编程之中,如果我们想要约定Proxy 和RealSubject可以实现相同的功能,有两种方式:

    a.一个比较直观的方式,就是定义一个功能接口,然后让Proxy 和RealSubject来实现这个接口。
    b.还有比较隐晦的方式,就是通过继承。因为如果Proxy 继承自RealSubject,这样Proxy则拥有了RealSubject的功能,Proxy还可以通过重写RealSubject中的方法,来实现多态。

其中JDK中提供的创建动态代理的机制,是以a 这种思路设计的,而cglib 则是以b思路设计的。

JDK的动态代理创建机制----通过接口

比如现在想为RealSubject这个类创建一个动态代理对象,JDK主要会做以下工作:

    1.   获取 RealSubject上的所有接口列表;
    2.   确定要生成的代理类的类名,默认为:com.sun.proxy.$ProxyXXXX ;
    3.   根据需要实现的接口信息,在代码中动态创建 该Proxy类的字节码;
    4 .  将对应的字节码转换为对应的class 对象;
    5.   创建InvocationHandler 实例handler,用来处理Proxy所有方法调用;
    6.   Proxy 的class对象 以创建的handler对象为参数,实例化一个proxy对象

JDK通过 java.lang.reflect.Proxy包来支持动态代理,一般情况下,我们使用下面的newProxyInstance方法

从另一个角度理解Java中的动态代理机制

而对于InvocationHandler,我们需要实现下列的invoke方法:
在调用代理对象中的每一个方法时,在代码内部,都是直接调用了InvocationHandler 的invoke方法,而invoke方法根据代理类传递给自己的method参数来区分是什么方法。

从另一个角度理解Java中的动态代理机制

讲的有点抽象,下面通过一个实例来演示一下吧:

JDK动态代理示例

现在定义两个接口Vehicle和Rechargable,Vehicle表示交通工具类,有drive()方法;Rechargable接口表示可充电的(工具),有recharge() 方法;

定义一个实现两个接口的类ElectricCar,类图如下:

从另一个角度理解Java中的动态代理机制     

通过下面的代码片段,来为ElectricCar创建动态代理类:

package com.foo.proxy; 
 
import java.lang.reflect.InvocationHandler; 
import java.lang.reflect.Proxy; 
 
public class Test { 
 
 public static void main(String[] args) { 
 
  ElectricCar car = new ElectricCar(); 
  // 1.获取对应的ClassLoader 
  ClassLoader classLoader = car.getClass().getClassLoader(); 
 
  // 2.获取ElectricCar 所实现的所有接口 
  Class[] interfaces = car.getClass().getInterfaces(); 
  // 3.设置一个来自代理传过来的方法调用请求处理器,处理所有的代理对象上的方法调用 
  InvocationHandler handler = new InvocationHandlerImpl(car); 
  /* 
   4.根据上面提供的信息,创建代理对象 在这个过程中, 
       a.JDK会通过根据传入的参数信息动态地在内存中创建和.class 文件等同的字节码 
     b.然后根据相应的字节码转换成对应的class, 
       c.然后调用newInstance()创建实例 
   */ 
  Object o = Proxy.newProxyInstance(classLoader, interfaces, handler); 
  Vehicle vehicle = (Vehicle) o; 
  vehicle.drive(); 
  Rechargable rechargeable = (Rechargable) o; 
  rechargeable.recharge(); 
 } 
} 
package com.foo.proxy; 
/** 
 * 交通工具接口 
 * @author louluan 
 */ 
public interface Vehicle { 
 public void drive(); 
} 

package com.foo.proxy; 
/** 
 * 可充电设备接口 
 * @author louluan 
 */ 
public interface Rechargable { 
 
 public void recharge(); 
} 

package com.foo.proxy; 
/** 
 * 电能车类,实现Rechargable,Vehicle接口 
 * @author louluan 
 */ 
public class ElectricCar implements Rechargable, Vehicle { 
 
 @Override 
 public void drive() { 
  System.out.println("Electric Car is Moving silently..."); 
 } 
 
 @Override 
 public void recharge() { 
  System.out.println("Electric Car is Recharging..."); 
 } 
 
} 

package com.foo.proxy; 
 
import java.lang.reflect.InvocationHandler; 
import java.lang.reflect.Method; 
 
public class InvocationHandlerImpl implements InvocationHandler { 
 
 private ElectricCar car; 
  
 public InvocationHandlerImpl(ElectricCar car) 
 { 
  this.car=car; 
 } 
  
 @Override 
 public Object invoke(Object paramObject, Method paramMethod, 
   Object[] paramArrayOfObject) throws Throwable { 
  System.out.println("You are going to invoke "+paramMethod.getName()+" ..."); 
  paramMethod.invoke(car, null); 
  System.out.println(paramMethod.getName()+" invocation Has Been finished..."); 
  return null; 
 } 
 
} 

来看一下代码执行后的结果:

从另一个角度理解Java中的动态代理机制

 生成动态代理类的字节码并且保存到硬盘中: 
JDK提供了sun.misc.ProxyGenerator.generateProxyClass(String proxyName,class[] interfaces)底层方法来产生动态代理类的字节码:
下面定义了一个工具类,用来将生成的动态代理类保存到硬盘中:

package com.foo.proxy; 
 
import java.io.FileOutputStream; 
import java.io.IOException; 
import java.lang.reflect.Proxy; 
import sun.misc.ProxyGenerator; 
 
public class ProxyUtils { 
 
 /* 
  * 将根据类信息 动态生成的二进制字节码保存到硬盘中, 
  * 默认的是clazz目录下 
   * params :clazz 需要生成动态代理类的类 
   * proxyName : 为动态生成的代理类的名称 
   */ 
 public static void generateClassFile(Class clazz,String proxyName) 
 { 
  //根据类信息和提供的代理类名称,生成字节码 
    byte[] classFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(proxyName, clazz.getInterfaces()); 
  String paths = clazz.getResource(".").getPath(); 
  System.out.println(paths); 
  FileOutputStream out = null; 
   
  try { 
   //保留到硬盘中 
   out = new FileOutputStream(paths+proxyName+".class"); 
   out.write(classFile); 
   out.flush(); 
  } catch (Exception e) { 
   e.printStackTrace(); 
  } finally { 
   try { 
    out.close(); 
   } catch (IOException e) { 
    e.printStackTrace(); 
   } 
  } 
 } 
  
} 

现在我们想将生成的代理类起名为“ElectricCarProxy”,并保存在硬盘,应该使用以下语句:

ProxyUtils.generateClassFile(car.getClass(), "ElectricCarProxy"); 

这样将在ElectricCar.class 同级目录下产生 ElectricCarProxy.class文件。用反编译工具如jd-gui.exe 打开,将会看到以下信息:

import com.foo.proxy.Rechargable; 
import com.foo.proxy.Vehicle; 
import java.lang.reflect.InvocationHandler; 
import java.lang.reflect.Method; 
import java.lang.reflect.Proxy; 
import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException; 
/** 
 生成的动态代理类的组织模式是继承Proxy类,然后实现需要实现代理的类上的所有接口,而在实现的过程中,则是通过将所有的方法都交给了InvocationHandler来处理 
*/ 
 public final class ElectricCarProxy extends Proxy 
 implements Rechargable, Vehicle 
{ 
 private static Method m1; 
 private static Method m3; 
 private static Method m4; 
 private static Method m0; 
 private static Method m2; 
 
 public ElectricCarProxy(InvocationHandler paramInvocationHandler) 
 throws 
 { 
 super(paramInvocationHandler); 
 } 
 
 public final boolean equals(Object paramObject) 
 throws 
 { 
 try 
 { // 方法功能实现交给InvocationHandler处理 
  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 recharge() 
 throws 
 { 
 try 
 { 
 
  // 方法功能实现交给InvocationHandler处理 
 
  this.h.invoke(this, m3, null); 
  return; 
 } 
 catch (Error|RuntimeException localError) 
 { 
  throw localError; 
 } 
 catch (Throwable localThrowable) 
 { 
  throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable); 
 } 
 } 
 
 public final void drive() 
 throws 
 { 
 try 
 { 
 
  // 方法功能实现交给InvocationHandler处理 
 
  this.h.invoke(this, m4, null); 
  return; 
 } 
 catch (Error|RuntimeException localError) 
 { 
  throw localError; 
 } 
 catch (Throwable localThrowable) 
 { 
  throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable); 
 } 
 } 
 
 public final int hashCode() 
 throws 
 { 
 try 
 { 
 
  // 方法功能实现交给InvocationHandler处理 
 
  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 
 { 
 
  // 方法功能实现交给InvocationHandler处理 
  return (String)this.h.invoke(this, m2, null); 
 } 
 catch (Error|RuntimeException localError) 
 { 
  throw localError; 
 } 
 catch (Throwable localThrowable) 
 { 
  throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable); 
 } 
 } 
 
 static 
 { 
 try 
 { //为每一个需要方法对象,当调用相应的方法时,分别将方法对象作为参数传递给InvocationHandler处理 
  m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] { Class.forName("java.lang.Object") }); 
  m3 = Class.forName("com.foo.proxy.Rechargable").getMethod("recharge", new Class[0]); 
  m4 = Class.forName("com.foo.proxy.Vehicle").getMethod("drive", 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()); 
 } 
 } 
} 

仔细观察可以看出生成的动态代理类有以下特点:

1.继承自 java.lang.reflect.Proxy,实现了 Rechargable,Vehicle 这两个ElectricCar实现的接口;
2.类中的所有方法都是final 的;
3.所有的方法功能的实现都统一调用了InvocationHandler的invoke()方法。

从另一个角度理解Java中的动态代理机制

cglib 生成动态代理类的机制----通过类继承:

JDK中提供的生成动态代理类的机制有个鲜明的特点是: 某个类必须有实现的接口,而生成的代理类也只能代理某个类接口定义的方法,比如:如果上面例子的ElectricCar实现了继承自两个接口的方法外,另外实现了方法bee() ,则在产生的动态代理类中不会有这个方法了!更极端的情况是:如果某个类没有实现接口,那么这个类就不能同JDK产生动态代理了!

幸好我们有cglib。“CGLIB(Code Generation Library),是一个强大的,高性能,高质量的Code生成类库,它可以在运行期扩展Java类与实现Java接口。”
cglib 创建某个类A的动态代理类的模式是:
1.   查找A上的所有非final 的public类型的方法定义;
2.   将这些方法的定义转换成字节码;
3.   将组成的字节码转换成相应的代理的class对象;
4.   实现 MethodInterceptor接口,用来处理 对代理类上所有方法的请求(这个接口和JDK动态代理InvocationHandler的功能和角色是一样的)
一个有趣的例子:定义一个Programmer类,一个Hacker类

package samples; 
/** 
 * 程序猿类 
 * @author louluan 
 */ 
public class Programmer { 
 
 public void code() 
 { 
  System.out.println("I'm a Programmer,Just Coding....."); 
 } 
} 
package samples; 
 
import java.lang.reflect.Method; 
 
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor; 
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy; 
/* 
 * 实现了方法拦截器接口 
 */ 
public class Hacker implements MethodInterceptor { 
 @Override 
 public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, 
   MethodProxy proxy) throws Throwable { 
  System.out.println("**** I am a hacker,Let's see what the poor programmer is doing Now..."); 
  proxy.invokeSuper(obj, args); 
  System.out.println("**** Oh,what a poor programmer....."); 
  return null; 
 } 
 
} 

package samples; 
 
import net.sf.cglib.proxy.Enhancer; 
 
public class Test { 
 
 public static void main(String[] args) { 
  Programmer progammer = new Programmer(); 
   
  Hacker hacker = new Hacker(); 
  //cglib 中加强器,用来创建动态代理 
  Enhancer enhancer = new Enhancer(); 
     //设置要创建动态代理的类 
  enhancer.setSuperclass(progammer.getClass()); 
    // 设置回调,这里相当于是对于代理类上所有方法的调用,都会调用CallBack,而Callback则需要实行intercept()方法进行拦截 
    enhancer.setCallback(hacker); 
    Programmer proxy =(Programmer)enhancer.create(); 
    proxy.code(); 
   
 } 
} 

程序执行结果:

从另一个角度理解Java中的动态代理机制

让我们看看通过cglib生成的class文件内容:

package samples; 
 
import java.lang.reflect.Method; 
import net.sf.cglib.core.ReflectUtils; 
import net.sf.cglib.core.Signature; 
import net.sf.cglib.proxy.Callback; 
import net.sf.cglib.proxy.Factory; 
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor; 
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy; 
 
public class Programmer
EnhancerByCGLIB
fa7aa2cd extends Programmer 
 implements Factory 
{ 
 //......省略 
 private MethodInterceptor CGLIB$CALLBACK_0; // Enchaner传入的methodInterceptor 
 // ....省略 
 public final void code() 
 { 
 MethodInterceptor tmp4_1 = this.CGLIB$CALLBACK_0; 
 if (tmp4_1 == null) 
 { 
  tmp4_1; 
  CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);//若callback 不为空,则调用methodInterceptor 的intercept()方法 
 } 
 if (this.CGLIB$CALLBACK_0 != null) 
  return; 
  //如果没有设置callback回调函数,则默认执行父类的方法 
  super.code(); 
 } 
 //....后续省略 
} 

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