JAVA JDK动态代理原理详解

ゞ浴缸里的玫瑰 2023-06-22 03:28 43阅读 0赞

# Java JDK动态代理原理详解： #

参考文章：https://blog.csdn.net/qq\_31859365/article/details/82902349

## 动态代理介绍 ##

Java动态代理与静态代理相对，静态代理是在编译期就已经确定代理类和真实累的关系，并且声称代理类的，二动态代理是在运行期利用jvm的反射机制声称代理类，这里是直接生成类的字节码，然后通过类加载器将字节码文件加载到Java虚拟机并执行的一种技术。现在主流的Java动态代理有两种实现方式：一种是jdk自带的，就是我们所说的jdk动态代理，一种是开源社区的开源项目CGLIB，本文主要讲jdk代理的实现原理；  
jdk动态代理的实现是在运行时，根据一组接口定义，使用Proxy、InvocationHandler等工具生成一个代理类和代理类实例；  
**如果还理解不了什么是动态代理，请看这里：[Java代理模式详解][Java]**

## JDK动态代理相关API ##

*  Java 编译API：

JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();

*  InvocationHandler（接口）：  
    该接口是proxy代理实例的调用处理程序实现的一个接口，每个proxy代理实例都有一个关联的调用处理程序；在代理实例调用方法时，方法调用被编发分配到调用处理程序的invoke方法；
 *  proxy类：  
    该类就是用来创建一个代理对象的类，它提供了很多方法，但是我们最常用的是newProxyInstance方法；该方法有三个参数，具体参数介绍如下：  
    1）、CLassLoader loader：一个ClassLoader对象，定义了由那个classloader对象生成的代理类进行加载；  
    2）、Class<?> interfaces：一个interfaces对象数组，表示我们将要给我们的代理独享提供一组什么样的接口，如果我们提供了这样的一个接口对象数组，那么也就是声明了代理类实现了这些接口，代理类就可以调用接口中声明的所有方法；  
    3）、InvocationHandler h：一个InvocationHandler对象，表示的是当动态代理对象调用方法的时候会关联到哪一个InvocationHandler对象上，并最终由其调用；

## JDK动态代理过程 ##

*  定义一个接口：Movable，接口中有方法：move();
 *  定义一个方法调用接口InvocationHandler；
 *  定义一个方法调用接口实现类，用于调用真实对象的方法的同时添加自己的业务逻辑代码；
 *  实现接口的目标类（它要被代理）；
 *  定义一个处理器TimeHandler，重载构造方法，重写invoke函数，添加自己的处理逻辑；
 *  代理逻辑实现过程编写：  
    1）、定义方法字符串，用于保存方法信息；  
    2）、接口方法获取；  
    3）、生成实现类的对象信息  
    4）、动态生成 $Proxy.java文件；  
    5）、加载生成的 $Proxy.class字节码指令到内存中；  
    6）、返回生成对象的引用；

## 代码详解 ##

*  定义一个接口：

//定义一个接口；
    public interface Moveable {
        void move();
    }

*  实现接口的目标类

package com.example.springbootdemotest.proxy.principle;
    
    //实现接口的目标类
    public class Tank implements Moveable
    {
        @Override
        public void move() {
            System.out.println("Tank Move...");
        }
    }

*  定义一个方法调用接口

package com.example.springbootdemotest.proxy.principle;
    
    import java.lang.reflect.Method;
    
    //定义一个方法调用接口
    public interface InvocationHandler {
         void invoke(Object o, Method m);
    }

*  定义一个调用接口方法实现类

package com.example.springbootdemotest.proxy.principle;
    
    import java.lang.reflect.Method;
    
    public class TimeHandler implements InvocationHandler{
    
        private Object target;
        public TimeHandler(Object target){
            this.target = target;
        }
        @Override
        public void invoke(Object o, Method m) {
        	//此处自己编写执行真实对象方法“前”业务逻辑
            long start = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("StartTime:"+start);
            System.out.println(o.getClass().getName());
            try {
                m.invoke(target);
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
            //此处自己编写执行真实对象方法“后”业务逻辑
            long end = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("EndTime:"+end);
            System.out.println("time:"+(end-start));
        }
    }

*  编写接口实现过程：

package com.example.springbootdemotest.proxy.principle;
    
    
    import javax.tools.JavaCompiler;
    import javax.tools.StandardJavaFileManager;
    import javax.tools.ToolProvider;
    import java.io.File;
    import java.io.FileWriter;
    import java.lang.reflect.Constructor;
    import java.lang.reflect.Method;
    import java.net.URL;
    import java.net.URLClassLoader;
    
    //代理对象，
    public class Proxy {
        public static Object newProxyInstance(Class infce, InvocationHandler h) throws Exception {
            //1、定义方法字符串，用于保存方法信息；
            String methodStr = "";
            String rt = "\r\n";
            //2、接口方法获取；
            Method[] methods = infce.getMethods();
            for (Method m : methods) {
                //生成方法信息；
                methodStr += "@Override" + rt +
                        " public void "+ m.getName()+"(){"+rt+
                        "   try{" + rt +
                        "       Method md = " + infce.getName() + ".class.getMethod(\"" + m.getName() + "\");" + rt + //找到具体方法
                        "       h.invoke(this,md);" + rt +
                        "   }catch(Exception e){e.printStackTrace();}" + rt +
                        "}";
            }
            //3、生成实现类的对象信息
            String src ="package com.example.springbootdemotest.proxy.principle;"+ rt +
                    "import java.lang.reflect.Method;" +rt +
                    "public class $Proxy1 implements "+ infce.getName() +"{" +rt +
                    "   public $Proxy1(InvocationHandler h){" +rt +
                    "       this.h = h;" +rt +
                    "   }" +rt +
                    "   com.example.springbootdemotest.proxy.principle.InvocationHandler h;" +rt +
                        methodStr+
                    "}";
    
            //4、动态生成$Proxy.java文件；
            //D:\software\gitRespository\springbootdemo\src\main\java\com\example\springbootdemotest\proxy\principle\$Proxy1.java
            String fileName = System.getProperty("user.dir")+"/springbootdemo-test/src/main/java/com/example/springbootdemotest/proxy/principle/$Proxy1.java";
            File f = new File(fileName);
            FileWriter fw = new FileWriter(f);
            fw.write(src);
            fw.flush();
            fw.close();
    
            //5、执行动态编译过程；
            JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();
            StandardJavaFileManager fileMgr = compiler.getStandardFileManager(null,null,null);
            Iterable units = fileMgr.getJavaFileObjects(fileName);
            JavaCompiler.CompilationTask t = compiler.getTask(null,fileMgr,null,null,null,units);
            t.call();
            fileMgr.close();
    
            //6、加载生成的$Proxy.class到内存中；
            //D:\software\gitRespository\springbootdemo\springbootdemo-test\src\main\java\com\example\springbootdemotest\proxy\clibPackage\MainClass.java
    		//URL[] urls = new URL[]{new URL("file:"+System.getProperty("user.dir")+"/src/main/java")};
            URL[] urls = new URL[]{new URL("file:"+"D:/software/gitRespository/springbootdemo/springbootdemo-test/src/main/java")};
    
            URLClassLoader ul = new URLClassLoader(urls);
            Class c = ul.loadClass("com.example.springbootdemotest.proxy.principle.$Proxy1");
            System.out.println(c);
            Constructor ctr = c.getConstructor(InvocationHandler.class);
            Object m = ctr.newInstance(h);
            //m.move();
            return m;
        }
    
        public static void main(String[] args) throws Exception{
            Tank tank = new Tank();
            InvocationHandler h = new TimeHandler(tank);
            Moveable m = (Moveable) Proxy.newProxyInstance(Moveable.class,h);
            m.move();
        }
    }

*  执行结果如下：

class com.example.springbootdemotest.proxy.principle.$Proxy1
    StartTime:1576233182481
    com.example.springbootdemotest.proxy.principle.$Proxy1
    Tank Move...
    EndTime:1576233182482
    time:1
    
    Process finished with exit code 0

**- 上述过程完整模拟jdk动态代理过程，且相关类名同jdk动态代理类名相同，如有疑问，请看：[Java代理模式详解][Java]**

[Java]: https://blog.csdn.net/hp_yangpeng/article/details/103511363