一、JVM加载对象

在说Java动态代理之前,还是要说一下Jvm加载对象的过程,这个依旧是理解动态代理的基础性原理:

java动态代理的优缺点(Java进阶Proxy动态代理机制详解)(1)

Java类即源代码程序.java类型文件,经过编译器编译之后就被转换成字节代码.class类型文件,类加载器负责读取字节代码,并转换成java.lang.Class对象,描述类在元数据空间的数据结构,类被实例化时,堆中存储实例化的对象信息,并且通过对象类型数据的指针找到类。

过程描述:源码->.java文件->.class文件->Class对象->实例对象

所以通过New创建对象,独断其背后很多实现细节,理解上述过程之后,再了解一个常用的设计模式,即代理模式。

二、代理模式1、基本描述

代理模式给某一个(目标)对象提供一个代理对象,并由代理对象持有目标对象的引用。所谓代理,就是一个对象代表另一个对象执行相应的动作程序。而代理对象可以在客户端和目标对象之间起到中介的作用。

java动态代理的优缺点(Java进阶Proxy动态代理机制详解)(2)

代理模式在实际的生活中场景很多,例如中介、律师、代购等行业,都是简单的代理逻辑,在这个模式下存在两个关键角色:

目标对象角色:即代理对象所代表的对象。

代理对象角色:内部含有目标对象的引用,可以操作目标对象;AOP编程就是基于这个思想。

2、静动态模式三、静态代理

基于上述静态代理的概念,用一段代码进行描述实现,基本逻辑如下:

目标对象与前后置增强代码就组成了代理对象,这样就不用直接访问目标对象,像极了电视剧中那句话:我是律师,我的当事人不方便和你对话。

publicclassProxy01{ publicstaticvoidmain(String[]args){ TargetObjtargetObj=newTargetObj(); ProxyObjproxyObj=newProxyObj(targetObj); proxyObj.invoke(); } } classTargetObj{ publicvoidexecute(){ System.out.println("目标类方法执行..."); } } classProxyObj{ privateTargetObjtargetObj; /** *持有目标对象 */ publicProxyObj(TargetObjtargetObj){ this.targetObj=targetObj; } /** *目标对象方法调用 */ publicvoidinvoke(){ before(); targetObj.execute(); after(); } /** *前后置处理 */ publicvoidbefore(){ System.out.println("代理对象前置处理..."); } publicvoidafter(){ System.out.println("代理对象后置处理..."); } }

静态代理明确定义了代理对象,即有一个代理对象的.java文件加载到JVM的过程,很显然的一个问题,在实际的开发过程中,不可能为每个目标对象都定义一个代理类,同样也不能让一个代理对象去代理多个目标对象,这两种方式的维护成本都极高。

代理模式的本质是在目标对象的方法前后置入增强操作,但是又不想修改目标类,通过前面反射机制可以知道,在运行的时候可以获取对象的结构信息,基于Class信息去动态创建代理对象,这就是动态代理机制。

顺便说一句:技术的底层实现逻辑不好理解是众所周知,然而基础知识点并不复杂,例如代理模式的基本原理,但是结合到实际的复杂应用中(AOP模式),很难活灵活现的理解到是基于反射和动态代理的方式实现的。

四、动态代理1、场景描述

基于一个场景来描述动态代理和静态代理的区别,即最近几年很火的概念,海外代购:

java动态代理的优缺点(Java进阶Proxy动态代理机制详解)(3)

在代购刚兴起的初期,是一些常去海外出差的人,会接代购需求,即代理人固定;后来就兴起海外代购平台,海淘等一系列产品,即用户代购需求(目标对象)由代购平台去实现,但是具体谁来操作这个就看即时分配,这个场景与动态代理的原理类似。

2、基础API案例

首先看两个核心类,这里简述下概念,看完基本过程再细聊:

目标对象和接口

interfaceIUser{ Integerupdate(Stringname); } classUserServiceimplementsIUser{ @Override publicIntegerupdate(Stringname){ IntegeruserId=99; System.out.println("UserId=" userId ";updateName=" name); returnuserId; } }

代理对象执行机制

classUserHandlerimplementsInvocationHandler{ privateObjecttarget; publicUserHandler(Objecttarget){ this.target=target; } @Override publicObjectinvoke(Objectproxy,Methodmethod,Object[]args)throwsThrowable{ System.out.println("before()..."); Objectresult=method.invoke(target,args); System.out.println("after()..."); returnresult; } }

具体组合方式

publicclassProxy02{ publicstaticvoidmain(String[]args){ /* *生成$Proxy0的class文件 */ System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles","true"); /* *目标对象信息 */ IUseruserService=newUserService(); ClassLoaderclassLoader=userService.getClass().getClassLoader(); Class<?>[]interfaces=UserService.class.getInterfaces(); /* *创建代理对象 */ InvocationHandleruserHandler=newUserHandler(userService); /* *代理类对象名 *proxyClassName=com.java.proxy.$Proxy0 */ StringproxyClassName=Proxy.newProxyInstance(classLoader,interfaces,userHandler).getClass().getName(); System.out.println("proxyClassName=" proxyClassName); /* *具体业务实现模拟 */ IUserproxyUser1=(IUser)Proxy.newProxyInstance(classLoader,interfaces,userHandler); IUserproxyUser2=(IUser)Proxy.newProxyInstance(classLoader,interfaces,userHandler); proxyUser1.update("cicada"); proxyUser2.update("smile"); } }

这里之所以要生成代理类的结构信息,因为从JVM加载的过程看不到相关内容,关键信息再次被独断:

javap-vProxy02.class

java动态代理的优缺点(Java进阶Proxy动态代理机制详解)(4)

查看代理类名称

/* *proxyClassName=com.java.proxy.$Proxy0 */ StringproxyClassName=Proxy.newProxyInstance(classLoader,interfaces,userHandler).getClass().getName(); System.out.println("proxyClassName=" proxyClassName);

下意识输出代理对象名称,这里即对应JVM机制,找到Class对象名,然后分析结构,这样就明白动态代理具体的执行原理了。

生成代理类.class文件

System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles","true");

通过上面JVM加载对象的机制可知,描述代理类的Class对象一定存在,只是在运行时并没有生成显式的.class文件,通过上面生成代理类.class的语法,会在项目目录的/com/java/proxy路径下创建文件。

顺便说一句:作为一只程序员,复杂总是和我们环环相绕,说好的简单点呢?

3、代理类结构

继承与实现

class$Proxy0extendsProxyimplementsIUser{}

从代理类的功能来思考,可以想到需要继承Proxy与实现IUser接口,还有就是持有调用机制的具体实现类,用来做业务增强。

构造方法

public$Proxy0(InvocationHandlervar1)throws{ super(var1); }

通过构造方法,持有UserHandler具体的执行机制对象。

接口实现

finalclass$Proxy0extendsProxyimplementsIUser{ privatestaticMethodm3; publicfinalIntegerupdate(Stringvar1)throws{ try{ return(Integer)super.h.invoke(this,m3,newObject[]{var1}); }catch(RuntimeException|Errorvar3){ throwvar3; }catch(Throwablevar4){ thrownewUndeclaredThrowableException(var4); } } }

目标类的基本需求update()方法,通过代理类进行承接,并基于UserHandler实现具体的增强业务处理。

基础方法

finalclass$Proxy0extendsProxyimplementsIUser{ privatestaticMethodm0; privatestaticMethodm1; privatestaticMethodm2; public$Proxy0(InvocationHandlervar1)throws{ super(var1); } static{ try{ m1=Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals",Class.forName("java.lang.Object")); m2=Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString"); m3=Class.forName("com.java.proxy.IUser").getMethod("update",Class.forName("java.lang.String")); m0=Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode"); }catch(NoSuchMethodExceptionvar2){ thrownewNoSuchMethodError(var2.getMessage()); }catch(ClassNotFoundExceptionvar3){ thrownewNoClassDefFoundError(var3.getMessage()); } } publicfinalbooleanequals(Objectvar1)throws{ try{ return(Boolean)super.h.invoke(this,m1,newObject[]{var1}); }catch(RuntimeException|Errorvar3){ throwvar3; }catch(Throwablevar4){ thrownewUndeclaredThrowableException(var4); } } publicfinalStringtoString()throws{ try{ return(String)super.h.invoke(this,m2,(Object[])null); }catch(RuntimeException|Errorvar2){ throwvar2; }catch(Throwablevar3){ thrownewUndeclaredThrowableException(var3); } } publicfinalinthashCode()throws{ try{ return(Integer)super.h.invoke(this,m0,(Object[])null); }catch(RuntimeException|Errorvar2){ throwvar2; }catch(Throwablevar3){ thrownewUndeclaredThrowableException(var3); } } }

基于Object类,定义Java中几个常用方法equals()判断,toString()方法,hashCode()值,这个在分析Map源码的时候有说过为什么这几个方法通常都是一起出现。

4、JDK源码

上面是案例执行的过程和原理,还有一个关键点要明白,即JDK源码的逻辑:

IUserproxyUser=(IUser)Proxy.newProxyInstance(classLoader,interfaces,userHandler);

Proxy提供的静态方法newProxyInstance(),通过各个参数的传入,构建一个新的代理Class对象,即$Proxy0类的结构信息,这里再回首看下三个核心参数:

最后总结一下动态代理的实现的核心技术点:Jvm加载原理、反射机制、面向对象思想;每次阅读JDK的源码都会惊叹设计者的鬼斧神工,滴水穿石坚持才会有收获。

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