谈谈代理模式之动态代理（JDK）

Bertha 。 2022-12-10 07:12 247阅读 0赞

# 一、JDK动态代理实现 #

动态代理最重要的当然是**动态**两个字，学习动态代理的过程，最重要的就是理解何为动态，话不多说，马上开整。  
我们来明确一点：**动态代理解决的问题是面对新的需求时，不需要修改代理对象的代码，只需要新增接口和真实对象，在客户端调用即可完成新的代理。**

这样做的目的：

> 满足软件工程的开闭原则，提高类的可维护性和可扩展性。

# 二、JDK proxy #

`JDK Proxy` 是 `JDK` 提供的一个动态代理机制，它涉及到两个核心类，分别是`Proxy`和`InvocationHandler`，我们先来了解如何使用它们。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzNDQyMzM1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

可以看到和**静态代理**区别不大，唯一的变动是**代理对象**，我做了标注：由**代理工厂**生产。

这句话的意思是：代理对象是在程序运行过程中，**由代理工厂动态生成**，代理对象本身不存在 Java 源文件。

那么，我们的关注点有2个：  
1、如何实现一个代理工厂  
2、如何通过代理工厂动态生成代理对象  
**首先**，代理工厂需要实现InvocationHanlder接口并实现其invoke()方法。

**这里先定义接口和真实对象**

**UserDao**

package cn.kexing.SpringAOP.JDKProxy;
    
    public interface UserDao { 
        String getName(String id);
    }

**真实对象**

package cn.kexing.SpringAOP.JDKProxy;
    
    public class UserDaoImpl implements UserDao { 
        @Override
        public String getName(String id) { 
            System.out.println("张三"+id);
            return null;
        }
    }

**代理工厂（需要实现InvocationHandler接口）**

//UserDao增强方法
    //代理工厂
    class UserDaoProxy implements InvocationHandler { 
        //代理真实的对象
        private Object objectReal;
        UserDaoProxy(Object objectReal){ 
            this.objectReal = objectReal;
        }
    
        @Override
        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { 
            //执行方法之前（增强方法）
            System.out.println("正在执行"+method+"-----"+"传入参数"+ Arrays.toString(args));
            //被增强方法执行
            Object res = method.invoke(objectReal,args);
            //执行方法之后（增强方法）
            System.out.println("增强完毕");
            return res;
        }
    }

`invoke()` 方法有3个参数：

*  `Object proxy`：代理对象
 *  `Method method`：真正执行的方法
 *  `Object[] agrs`：调用第二个参数method 时传入的参数列表值

invoke() 方法是一个代理方法，也就是说最后**客户端请求代理时，执行的就是该方法**。代理工厂类到这里为止已经结束了，我们接下来看**第二点**：如何通过代理工厂动态生成代理对象。

生成代理对象需要用到`Proxy`类，它可以帮助我们生成任意一个代理对象，里面提供一个静态方法`newProxyInstance`。

Proxy.newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h);

实例化代理对象时，需要传入3个参数：

*  `ClassLoader loader`：加载动态代理类的类加载器
 *  `Class<?>[] interfaces`：代理类实现的接口，可以传入多个接口
 *  `InvocationHandler h`：指定代理类的调用处理程序，即调用接口中的方法时，会找到该代理工厂h，执行invoke()方法

我们在客户端请求代理时，就需要用到上面这个方法。

public class JDKProxy { 
        public static void main(String[] args) { 
            //实例化一个真实对象
             UserDaoImpl user = new UserDaoImpl();
             //实例化代理工厂,传入真实对象引用控制，控制对其访问
             UserDaoProxy proxy = new UserDaoProxy(user);
             //实例化代理对象，该对象可以代理执行真实对象方法
             UserDao userDao = (UserDao) Proxy.newProxyInstance(user.getClass().getClassLoader(),user.getClass().getInterfaces(),proxy);
             //代理对象执行
             userDao.getName("11111");
        }
    }

执行结果和静态代理的结果相同，但二者的思想是不一样的，一个是静态，一个是动态。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzNDQyMzM1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

如果现在要新增一个代理对象时，比如我想新增一个帮我跑腿买奶茶的对象，这是如果是静态代理就需要去修改代理对象里面的逻辑，那如果是动态代理只需要两步：

1.  创建买奶茶的借口
2.  创建卖奶茶的奶茶店（真实对象）

再回想**开闭原则**：**面向扩展开放，面向修改关闭**。动态代理正是满足了这一重要原则，在面对功能需求扩展时，只需要关注扩展的部分，不需要修改系统中原有的代码。

# 三、主要实现源码 #

下面是jdk动态代理实现的重要源码，老张现在还是一知半解，但还是放在下面供大家参考：

private static final Class<?>[] constructorParams ={  InvocationHandler.class };
    public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
                                              Class<?>[] interfaces,
                                              InvocationHandler h) { 
        // 获取代理类的 Class 对象
        Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);
        // 获取代理对象的显示构造器，参数类型是 InvocationHandler
        final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams);
        // 反射，通过构造器实例化动态代理对象
        return cons.newInstance(new Object[]{ h});
    }

我们看到第 `6` 行获取了一个动态代理对象，那么是如何生成的呢？接着往下看。

private static Class<?> getProxyClass0(ClassLoader loader,
                                           Class<?>... interfaces) { 
        // 去代理类对象缓存中获取代理类的 Class 对象
        return proxyClassCache.get(loader, interfaces);
    }

发现里面用到一个缓存 **proxyClassCache**，从结构来看类似于是一个 map 结构，根据类加载器loader和真实对象实现的接口interfaces查找是否有对应的 Class 对象，我们接着往下看 get() 方法。

public V get(K key, P parameter) { 
         // 先从缓存中查询是否能根据 key 和 parameter 查询到 Class 对象
         // ...
         // 生成一个代理类
         Object subKey = Objects.requireNonNull(subKeyFactory.apply(key, parameter));
     }

在 get() 方法中，如果没有从缓存中获取到 Class 对象，则需要利用 `subKeyFactory` 去实例化一个动态代理对象，而在 Proxy 类中包含一个 `ProxyClassFactory` 内部类，由它来创建一个动态代理类，所以我们接着去看 ProxyClassFactory 中的 apply() 方法。

private static final class ProxyClassFactory
        implements BiFunction<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>> { 
        // 非常重要，这就是我们看到的动态代理的对象名前缀！
    	private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy";
    
        @Override
        public Class<?> apply(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces) { 
            Map<Class<?>, Boolean> interfaceSet = new IdentityHashMap<>(interfaces.length);
            // 一些状态校验
    		
            // 计数器，该计数器记录了当前已经实例化多少个代理对象
            long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement();
            // 动态代理对象名拼接！包名 + "$Proxy" + 数字
            String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;
    
            // 生成字节码文件，返回一个字节数组
            byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(
                proxyName, interfaces, accessFlags);
            try { 
                // 利用字节码文件创建该字节码的 Class 类对象
                return defineClass0(loader, proxyName,
                                    proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);
            } catch (ClassFormatError e) { 
                throw new IllegalArgumentException(e.toString());
            }
        }
    }

`apply()` 方法中注意有两个非常重要的方法：

*  `ProxyGenerator.generateProxyClass()`：它是生成字节码文件的方法，它返回了一个字节数组，字节码文件本质上就是一个字节数组，所以proxyClassFile数组就是一个字节码文件
 *  `defineClass0()`：生成字节码文件的 Class 对象，它是一个 native 本地方法，调用操作系统底层的方法创建类对象

动态代理还有一个常用的实现那就是 Cglib动态代理，在后续的学习中继续更新

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzNDQyMzM1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221123/662f451cf64c456b97e3db4ee07a386a.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzNDQyMzM1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20221123/fa81f89b5fd94da0ba4436cc081bd5fc.png