设计模式（四）学习----动态代理

动态代理：动态代理是指在实现阶段不需要关心代理谁，而在运行阶段才指定代理哪一个对象。Spring AOP采用的核心思想就是动态代理设计模式。

 下面看动态代理的UML类图：

   

动态代理类：

package com.lp.ecjtu.DynamicProxy;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
/**
 * 动态代理类，代理玩游戏练级的代练者
 * @author Administrator
 *
 */
public class GamePlayerhandler implements InvocationHandler{
    //被代理对象，也就是目标对象
    private Object target;
    public GamePlayerhandler(Object realObject){
        this.target = realObject;
    }
    /**
     * 在目标对象的方法前面执行的业务员逻辑
     */
    public void beforeMethod(){
        System.out.println("***********业务逻辑before************");
    }
    /**
     * 在目标对象的执行的方法后执行的业务逻辑
     */
    public void afterMehod(){
        System.out.println("************业务逻辑after************");
    }
　　 /** 
      * 在目标对象的执行的方法后执行的业务逻辑 
        method为被代理对象反射得到的方法，args为方法的参数
      */

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
            throws Throwable {
        beforeMethod();
        //执行目标对象的方法，也就是反射后真实类中的方法
        Object result = method.invoke(target, args);
        //为了防止盗号，如果想让游戏登陆后发个信息给我们，直接修改GamePlayerServiceImp？
        //不是好方法，可以在这个方法里面修改
        //被代理对象的方法名称等于login
        if(method.getName().equalsIgnoreCase("login")){
            System.out.println("有人在用你的账号登陆，请确认是否是本人！");
        }
        afterMehod();
        return result;
    }
}

目标类对象接口：（被代理类）：

package com.lp.ecjtu.DynamicProxy;
/**
 * 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 Administrator
 *
 */
public interface IGamePlayerService {
    //代理对象将实现目标对象接口下面的所有方法
    //登陆游戏
    public void login(String user,String password);
    //杀怪
    public void killBoss();
    //升级
    public void upgrade();
}

 

目标实现类：

package com.lp.ecjtu.DynamicProxy;
/**
 * 
 * @author Administrator
 * 目标类，被代理的对象类
 */
public class GamePlayerServiceImp implements IGamePlayerService{
    private String playerName;
    public GamePlayerServiceImp(){
        
    }
    public GamePlayerServiceImp(String playerName){
        this.playerName = playerName;
    }
    @Override
    public void killBoss() {
        System.out.println("正在打怪中---------");
    }

    @Override
    public void login(String user, String password) {
        System.out.println("    陆游戏----------");
    }
    
    @Override
    public void upgrade() {
        System.out.println("打怪升级中--------");
    }

}

游戏客户端：

package com.lp.ecjtu.DynamicProxy;

import java.lang.reflect.Proxy;

public class GameClient {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        //被代理对象的实例化，也可以说成目标对象的实例化
        IGamePlayerService realPlayer = new GamePlayerServiceImp("代练者张三");
        //实例化一个handler
        GamePlayerhandler handler = new GamePlayerhandler(realPlayer);
        //获得类的ClassLoader
        ClassLoader classloader = realPlayer.getClass().getClassLoader();
        //代理对象实现目标对象的接口,还可以使用new Class[]{IGamePlayerService.class}
        Class<?>[] interfaces = realPlayer.getClass().getInterfaces();
        //根据目标对象动态的生成一个代理者
        IGamePlayerService proxy = (IGamePlayerService) Proxy.newProxyInstance(
                classloader, 
                interfaces, 
                handler);
        //代练者登陆
        proxy.login("张三", "123");
        //打怪
        proxy.killBoss();
        //升级
        proxy.upgrade();
    }

}

 输出结果：

***********业务逻辑before************
登陆游戏----------
有人在用你的账号登陆，请确认是否是本人！
************业务逻辑after************

***********业务逻辑before************
正在打怪中---------
************业务逻辑after************

***********业务逻辑before************
打怪升级中--------
************业务逻辑after************

 

总结:在被代理对象方法前后加上了业务逻辑，面向切面编程的体现。

思考问题：1.JDK是怎样生成代理类的：生成代理对象是用的Proxy类的静态方newProxyInstance.

先给出答案：通过被代理对象的类加载器，实现的接口，遍历目标类实现的接口，拿到目标类实现的接口的名称 ，加载目标类实现的接口到内存中 ，最终生成代理类的字节码文件。
Proxy类的静态方newProxyInstance看下面的源码：

    /** 
     * 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:

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，使用反射机制，根据目标类的接口名称，loader生成目标类
        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，使用到IO:输出流FileOutputStream

    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动态代理生成代理类的字节码一目了然。

 

再思考一个问题：那就是由谁调用invocationHandler的invoke方法：

* 看看到底JDK动态代理生成的代理类的字节码存放的什么东西？
 * 1.通过IO把字节码文件写到本地硬盘上
 * 2.通过反编译查看字节码文件

 

    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", GamePlayerServiceImp.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  
            IGamePlayerService playerService= new GamePlayerServiceImp();  
              
            // 实例化InvocationHandler  
            GamePlayerhandler invocationHandler = new GamePlayerhandler(playerService);  
              
            // 根据目标对象生成代理对象  
            IGamePlayerService proxy = (IGamePlayerService) invocationHandler.getProxy();  
              
            // 调用代理对象的方法  
            //代练者登陆
            proxy.login("张三", "123");
           //打怪
            proxy.killBoss();
           //升级
            proxy.upgrade();
              
        }  
          
        @Test  
        public void testGenerateProxyClass() {  
            ProxyGeneratorUtils.writeProxyClassToHardDisk("F:/$Proxy0.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。

import dynamic.proxy.IGamePlayerService;  
import java.lang.reflect.*;  
  
public final class $Proxy11 extends Proxy  
    implements IGamePlayerService
{  
  
    // 构造方法，参数就是刚才传过来的GamePlayerhandler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 killBoss()  
    {  
        try  
        {  
            // 实际上就是调用GamePlayerhandler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 void login(String user, String password)  
    {  
        try  
        { 
            super.h.invoke(this, m3, null);  
            return;  
        }  
        catch(Error _ex) { }  
        catch(Throwable throwable)  
        {  
            throw new UndeclaredThrowableException(throwable);  
        }  
    }  

 public final void upgrade()  
    {  
        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、IGamePlayerService中的login、killBoss、upgrade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.IGamePlayerService").getMethod("killboss", new Class[0]);  
　　　　　　　m4 = Class.forName("dynamic.proxy.IGamePlayerService").getMethod("login", new Class[0]); 
　　　　　　　m5 = Class.forName("dynamic.proxy.IGamePlayerService").getMethod("upgrade", 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());  
        }  
    }  
}