JDK动态代理实现原理

之前虽然会用JDK的动态代理,但是有些问题却一直没有搞明白。比如说:InvocationHandler的invoke方法是由谁来调用的,代理对象是怎么生成的。直到看了他的文章才彻底明白,附网址:http://rejoy.iteye.com/blog/1627405

Java代码  

    package dynamic.proxy;   

    import java.lang.reflect.InvocationHandler;
    import java.lang.reflect.Method;
    import java.lang.reflect.Proxy;  

    /**
     * 实现自己的InvocationHandler
     * @author zyb
     * @since 2012-8-9
     *
     */
    public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {  

        // 目标对象
        private Object target;  

        /**
         * 构造方法
         * @param target 目标对象
         */
        public MyInvocationHandler(Object target) {
            super();
            this.target = target;
        }  

        /**
         * 执行目标对象的方法
         */
        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {  

            // 在目标对象的方法执行之前简单的打印一下
            System.out.println("------------------before------------------");  

            // 执行目标对象的方法
            Object result = method.invoke(target, args);  

            // 在目标对象的方法执行之后简单的打印一下
            System.out.println("-------------------after------------------");  

            return result;
        }  

        /**
         * 获取目标对象的代理对象
         * @return 代理对象
         */
        public Object getProxy() {
            return Proxy.newProxyInstance(Thread.currentThread().getContextClassLoader(),
                    target.getClass().getInterfaces(), this);
        }
    }  

    package dynamic.proxy;  

    /**
     * 目标对象实现的接口,用JDK来生成代理对象一定要实现一个接口
     * @author zyb
     * @since 2012-8-9
     *
     */
    public interface UserService {  

        /**
         * 目标方法
         */
        public abstract void add();  

    }  

    package dynamic.proxy;   

    /**
     * 目标对象
     * @author zyb
     * @since 2012-8-9
     *
     */
    public class UserServiceImpl implements UserService {  

        /* (non-Javadoc)
         * @see dynamic.proxy.UserService#add()
         */
        public void add() {
            System.out.println("--------------------add---------------");
        }
    }  

    package dynamic.proxy;   

    import org.junit.Test;  

    /**
     * 动态代理测试类
     * @author zyb
     * @since 2012-8-9
     *
     */
    public class ProxyTest {  

        @Test
        public void testProxy() throws Throwable {
            // 实例化目标对象
            UserService userService = new UserServiceImpl();  

            // 实例化InvocationHandler
            MyInvocationHandler invocationHandler = new MyInvocationHandler(userService);  

            // 根据目标对象生成代理对象
            UserService proxy = (UserService) invocationHandler.getProxy();  

            // 调用代理对象的方法
            proxy.add();  

        }
    }  

执行结果如下:

------------------before------------------

--------------------add---------------

-------------------after------------------

用起来是很简单吧,其实这里基本上就是AOP的一个简单实现了,在目标对象的方法执行之前和执行之后进行了增强。Spring的AOP实现其实也是用了Proxy和InvocationHandler这两个东西的。

用起来是比较简单,但是如果能知道它背后做了些什么手脚,那就更好不过了。首先来看一下JDK是怎样生成代理对象的。既然生成代理对象是用的Proxy类的静态方newProxyInstance,那么我们就去它的源码里看一下它到底都做了些什么?

Java代码  

    /**
     * loader:类加载器
     * interfaces:目标对象实现的接口
     * h:InvocationHandler的实现类
     */
    public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
                          Class<?>[] interfaces,
                          InvocationHandler h)
        throws IllegalArgumentException
        {
        if (h == null) {
            throw new NullPointerException();
        }  

        /*
         * Look up or generate the designated proxy class.
         */
        Class cl = getProxyClass(loader, interfaces);  

        /*
         * Invoke its constructor with the designated invocation handler.
         */
        try {
                // 调用代理对象的构造方法(也就是$Proxy0(InvocationHandler h))
            Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams);
                // 生成代理类的实例并把MyInvocationHandler的实例传给它的构造方法
            return (Object) cons.newInstance(new Object[] { h });
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            throw new InternalError(e.toString());
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new InternalError(e.toString());
        } catch (InstantiationException e) {
            throw new InternalError(e.toString());
        } catch (InvocationTargetException e) {
            throw new InternalError(e.toString());
        }
        }
我们再进去getProxyClass方法看一下
Java代码  

    public static Class<?> getProxyClass(ClassLoader loader,
                                             Class<?>... interfaces)
        throws IllegalArgumentException
        {
        // 如果目标类实现的接口数大于65535个则抛出异常(我XX,谁会写这么NB的代码啊?)
        if (interfaces.length > 65535) {
            throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");
        }  

        // 声明代理对象所代表的Class对象(有点拗口)
        Class proxyClass = null;  

        String[] interfaceNames = new String[interfaces.length];  

        Set interfaceSet = new HashSet();   // for detecting duplicates  

        // 遍历目标类所实现的接口
        for (int i = 0; i < interfaces.length; i++) {  

            // 拿到目标类实现的接口的名称
            String interfaceName = interfaces[i].getName();
            Class interfaceClass = null;
            try {
            // 加载目标类实现的接口到内存中
            interfaceClass = Class.forName(interfaceName, false, loader);
            } catch (ClassNotFoundException e) {
            }
            if (interfaceClass != interfaces[i]) {
            throw new IllegalArgumentException(
                interfaces[i] + " is not visible from class loader");
            }  

            // 中间省略了一些无关紧要的代码 .......  

            // 把目标类实现的接口代表的Class对象放到Set中
            interfaceSet.add(interfaceClass);  

            interfaceNames[i] = interfaceName;
        }  

        // 把目标类实现的接口名称作为缓存(Map)中的key
        Object key = Arrays.asList(interfaceNames);  

        Map cache;  

        synchronized (loaderToCache) {
            // 从缓存中获取cache
            cache = (Map) loaderToCache.get(loader);
            if (cache == null) {
            // 如果获取不到,则新建地个HashMap实例
            cache = new HashMap();
            // 把HashMap实例和当前加载器放到缓存中
            loaderToCache.put(loader, cache);
            }  

        }  

        synchronized (cache) {  

            do {
            // 根据接口的名称从缓存中获取对象
            Object value = cache.get(key);
            if (value instanceof Reference) {
                proxyClass = (Class) ((Reference) value).get();
            }
            if (proxyClass != null) {
                // 如果代理对象的Class实例已经存在,则直接返回
                return proxyClass;
            } else if (value == pendingGenerationMarker) {
                try {
                cache.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                }
                continue;
            } else {
                cache.put(key, pendingGenerationMarker);
                break;
            }
            } while (true);
        }  

        try {
            // 中间省略了一些代码 .......  

            // 这里就是动态生成代理对象的最关键的地方
            byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(
                proxyName, interfaces);
            try {
                // 根据代理类的字节码生成代理类的实例
                proxyClass = defineClass0(loader, proxyName,
                proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);
            } catch (ClassFormatError e) {
                throw new IllegalArgumentException(e.toString());
            }
            }
            // add to set of all generated proxy classes, for isProxyClass
            proxyClasses.put(proxyClass, null);  

        }
        // 中间省略了一些代码 .......  

        return proxyClass;
        }  

进去ProxyGenerator类的静态方法generateProxyClass,这里是真正生成代理类class字节码的地方。
Java代码  收藏代码

    public static byte[] generateProxyClass(final String name,
                                               Class[] interfaces)
       {
           ProxyGenerator gen = new ProxyGenerator(name, interfaces);
        // 这里动态生成代理类的字节码,由于比较复杂就不进去看了
           final byte[] classFile = gen.generateClassFile();  

        // 如果saveGeneratedFiles的值为true,则会把所生成的代理类的字节码保存到硬盘上
           if (saveGeneratedFiles) {
               java.security.AccessController.doPrivileged(
               new java.security.PrivilegedAction<Void>() {
                   public Void run() {
                       try {
                           FileOutputStream file =
                               new FileOutputStream(dotToSlash(name) + ".class");
                           file.write(classFile);
                           file.close();
                           return null;
                       } catch (IOException e) {
                           throw new InternalError(
                               "I/O exception saving generated file: " + e);
                       }
                   }
               });
           }  

        // 返回代理类的字节码
           return classFile;
       }  

现在,JDK是怎样动态生成代理类的字节的原理已经一目了然了。

好了,再来解决另外一个问题,那就是由谁来调用InvocationHandler的invoke方法的。要解决这个问题就要看一下JDK到底为我们生成了一个什么东西。用以下代码可以获取到JDK为我们生成的字节码并写到硬盘中。
Java代码  收藏代码

    package dynamic.proxy;   

    import java.io.FileOutputStream;
    import java.io.IOException;  

    import sun.misc.ProxyGenerator;  

    /**
     * 代理类的生成工具
     * @author zyb
     * @since 2012-8-9
     */
    public class ProxyGeneratorUtils {  

        /**
         * 把代理类的字节码写到硬盘上
         * @param path 保存路径
         */
        public static void writeProxyClassToHardDisk(String path) {
            // 第一种方法,这种方式在刚才分析ProxyGenerator时已经知道了
            // System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", true);  

            // 第二种方法  

            // 获取代理类的字节码
            byte[] classFile = ProxyGenerator.generateProxyClass("$Proxy11", UserServiceImpl.class.getInterfaces());  

            FileOutputStream out = null;  

            try {
                out = new FileOutputStream(path);
                out.write(classFile);
                out.flush();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                try {
                    out.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }  

    package dynamic.proxy;   

    import org.junit.Test;  

    /**
     * 动态代理测试类
     * @author zyb
     * @since 2012-8-9
     *
     */
    public class ProxyTest {  

        @Test
        public void testProxy() throws Throwable {
            // 实例化目标对象
            UserService userService = new UserServiceImpl();  

            // 实例化InvocationHandler
            MyInvocationHandler invocationHandler = new MyInvocationHandler(userService);  

            // 根据目标对象生成代理对象
            UserService proxy = (UserService) invocationHandler.getProxy();  

            // 调用代理对象的方法
            proxy.add();  

        }  

        @Test
        public void testGenerateProxyClass() {
            ProxyGeneratorUtils.writeProxyClassToHardDisk("F:/$Proxy11.class");
        }
    }  

通过以上代码,就可以在F盘上生成一个$Proxy.class文件了,现在用反编译工具来看一下这个class文件里面的内容。
Java代码  收藏代码

        // Decompiled by DJ v3.11.11.95 Copyright 2009 Atanas Neshkov  Date: 2012/8/9 20:11:32
        // Home Page: http://members.fortunecity.com/neshkov/dj.html  http://www.neshkov.com/dj.html - Check often for new version!
        // Decompiler options: packimports(3)   

        import dynamic.proxy.UserService;
        import java.lang.reflect.*;  

        public final class $Proxy11 extends Proxy
            implements UserService
        {  

            // 构造方法,参数就是刚才传过来的MyInvocationHandler类的实例
            public $Proxy11(InvocationHandler invocationhandler)
            {
                super(invocationhandler);
            }  

            public final boolean equals(Object obj)
            {
                try
                {
                    return ((Boolean)super.h.invoke(this, m1, new Object[] {
                        obj
                    })).booleanValue();
                }
                catch(Error _ex) { }
                catch(Throwable throwable)
                {
                    throw new UndeclaredThrowableException(throwable);
                }
            }  

            /**
             * 这个方法是关键部分
             */
            public final void add()
            {
                try
                {
                    // 实际上就是调用MyInvocationHandler的public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)方法,第二个问题就解决了
                    super.h.invoke(this, m3, null);
                    return;
                }
                catch(Error _ex) { }
                catch(Throwable throwable)
                {
                    throw new UndeclaredThrowableException(throwable);
                }
            }  

            public final int hashCode()
            {
                try
                {
                    return ((Integer)super.h.invoke(this, m0, null)).intValue();
                }
                catch(Error _ex) { }
                catch(Throwable throwable)
                {
                    throw new UndeclaredThrowableException(throwable);
                }
            }  

            public final String toString()
            {
                try
                {
                    return (String)super.h.invoke(this, m2, null);
                }
                catch(Error _ex) { }
                catch(Throwable throwable)
                {
                    throw new UndeclaredThrowableException(throwable);
                }
            }  

            private static Method m1;
            private static Method m3;
            private static Method m0;
            private static Method m2;  

            // 在静态代码块中获取了4个方法:Object中的equals方法、UserService中的add方法、Object中的hashCode方法、Object中toString方法
            static
            {
                try
                {
                    m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] {
                        Class.forName("java.lang.Object")
                    });
                    m3 = Class.forName("dynamic.proxy.UserService").getMethod("add", 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]);
                }
                catch(NoSuchMethodException nosuchmethodexception)
                {
                    throw new NoSuchMethodError(nosuchmethodexception.getMessage());
                }
                catch(ClassNotFoundException classnotfoundexception)
                {
                    throw new NoClassDefFoundError(classnotfoundexception.getMessage());
                }
            }
        } 
时间: 2024-10-14 06:41:26

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运行时创建一个代理对象的步骤为 生成代理类的字节码 加载字节码,创建代理对象 首先,代理对象的目的是在被调用方法的时候既能实现被代理对象的方法,又能够增加自己想要执行的方法,自然要获得被代理对象 代理类需要实现被代理对象的类的接口,因此生成的代理对象可以调用被代理对象所执行的方法.因此,创建代理类需要获得被代理对象的类的接口(反射获得) 代理类实现的接口方法由用户自定义放到一个类方法里,因此代理类需要拿到这个用户自定义的类(构造方法或者set方法) 既然要加载字节码,肯定要获得classLoad

JDK动态代理实现原理--转载

之前虽然会用JDK的动态代理,但是有些问题却一直没有搞明白.比如说:InvocationHandler的invoke方法是由谁来调用的,代理对象是怎么生成的,直到前几个星期才把这些问题全部搞明白了.     废话不多说了,先来看一下JDK的动态是怎么用的. Java代码   package dynamic.proxy; import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Method; import java.

Java学习之:JDK动态代理与CGLIB动态代理

代理的概念:简单的理解就是通过为某一个对象创建一个代理对象,我们不直接引用原本的对象,而是由创建的代理对象来控制对原对象的引用. 动态代理:是指在程序运行时由Java反射机制动态生成,无需手动编写代码.动态代理不仅简化了编程工作,而且提高了软件系统的可扩展性,因为Java反射机制可以生成任意类型的动态代理类. 代理原理:代理对象内部含有对真实对象的引用,从而可以操作真实对象,同时代理对象提供与真实对象相同的接口以便在任何时刻都能代替真实对象.同时,代理对象可以在执行真实对象操作时,附加其他的操作

【设计模式】动态代理 &amp;&amp; 模拟JDK动态代理

真正理解动态代理需要明白回答以下问题: 什么叫动态代理?怎么产生? 动态代理的作用?可配置的事务,权限控制,日志等等....只有你想不到,没有动态代理做不到. 下面来回答以上3个问题: 先说下静态代理: 方法:创建代理类,代理类包含被代理对象的方法并在被代理方法的前后加添加的方法. 创建代理类可以用继承接口或者聚合(implements)被代理对象的接口来实现,然后传入被代理对象的实例.其中聚合并继承好,使用继承的时候如果代理类需要嵌套代理类或者创建不同的代理类,需要创建不同的代理类.造成类泛滥

【原创】JDK动态代理,此次之后,永生难忘。

动态代理,这个词在Java的世界里面经常被提起,尤其是对于部分(这里强调“部分”二字,因为有做了一两年就成大神的,实力强的令人发指,这类人无疑是非常懂动态代理这点小伎俩的)做了一两年新人来说,总是摸不清楚来龙去脉,一两年是个坎,为什么是一两年,才入门的新人可能对这东西没什么感觉,没到这一步,做了很久开发的人显然是明白这其中原理的,而做了一两年的,知其然而不知其所以然,所以一两年工作经验的人很多是很茫然的. 那么,这里就相对比较比较深入一点的介绍JDK动态代理的原理.这样子介绍完,明白了其中的道理

Java之美[从菜鸟到高手演练]之JDK动态代理的实现及原理

JDK动态代理的实现及原理 作者:二青 邮箱:[email protected]     微博:http://weibo.com/xtfggef 动态代理,听上去很高大上的技术,在Java里应用广泛,尤其是在Hibernate和Spring这两种框架里,在AOP,权限控制,事务管理等方面都有动态代理的实现.JDK本身有实现动态代理技术,但是略有限制,即被代理的类必须实现某个接口,否则无法使用JDK自带的动态代理,因此,如果不满足条件,就只能使用另一种更加灵活,功能更加强大的动态代理技术-- CG

【转】JDK动态代理原理

之前虽然会用JDK的动态代理,但是有些问题却一直没有搞明白.比如说:InvocationHandler的invoke方法是由谁来调用的,代理对象是怎么生成的,直到前几个星期才把这些问题全部搞明白了.     废话不多说了,先来看一下JDK的动态是怎么用的. Java代码   package dynamic.proxy; import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Method; import java.

jdk动态代理的实现原理

原文地址:http://rejoy.iteye.com/blog/1627405 之前虽然会用JDK的动态代理,但是有些问题却一直没有搞明白.比如说:InvocationHandler的invoke方法是由谁来调用的,代理对象是怎么生成的,直到前几个星期才把这些问题全部搞明白了.     废话不多说了,先来看一下JDK的动态是怎么用的. Java代码 package dynamic.proxy; import java.lang.reflect.InvocationHandler; import

jdk动态代理与cglib代理、spring aop代理实现原理解析

原创声明:本博客来源为本人原创作品,绝非他处摘取,转摘请联系博主 代理(proxy)的定义:为某对象提供代理服务,拥有操作代理对象的功能,在某些情况下,当客户不想或者不能直接引用另一个对象,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. 动态代理实现主要有2种形式,主要分为: 1.jdk动态代理: 1)原理:是根据类加载器和接口创建代理类(此代理类是接口的实现类,所以必须使用接口 面向接口生成代理,位于java.lang.reflect包下) 2)实现方式: 1. 通过实现Invocati