JVM，反射与动态代理
简单讨论JVM的class加载机制，给出两个反射的例子代码并分析工作原理，并给出了sun的动态代理实现原理——代码生成
JavaVM，反射与动态代理
Java程序的工作机制：Java对象都以单独的class文件存在，java虚拟机将其载入并执行其虚拟机指令。
Java虚拟机查找这些java对象：
java虚拟机根据class path来查找java对象，而虚拟机的class path又分为三层：
bootstrap：sun.boot.class.path
extension: java.ext.dirs
application: java.class.path
三个class path各有对应的classloader。由上而下形成父子关系
当程序中调用new指令，或者ClassLoader.load方法时。其顺序如下：
1. 首先查看application的classloader中是否已有对应的class缓存，如果有则返回，并根据class分配内存。如果没有，接下一步。
2. 首先查看extension的classloader中是否已有对应的class缓存，如果有则返回，并根据class分配内存。如果没有，接下一步。
3. 首先查看bootstrap的classloader中是否已有对应的class缓存，如果有则返回，并根据class分配内存。如果没有，接下一步。
4. 由bootstrap的classloader在其class path中试图加载该class，如果有，则将该class放入cache中，并返回。如果没有，接下一步。
5. 由extension的classloader在其class path中试图加载该class，如果有，则将该class放入cache中，并返回。如果没有，接下一步。
6. 由application的classloader在其class path中试图加载该class，如果有，则将该class放入cache中，并返回。如果没有，则抛出ClassNotFound的exception。
Java虚拟机加载这些java对象：
每个java虚拟机都在其启动时产生一个唯一的class heap，并把所有的class instance都分配在其中。其中每个类实例的信息又分两部分，fields域和methods域。每个类实例各自拥有fields，但同一个类的不同实例共享methods
反射
JVM对反射的处理
简单例子代码：
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import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Method; import java.lang.reflect.InvocationTargetException; import java.io.IOException;
public class public static void main(String[] args){ TempImpl t1 = new TempImpl("temp1"); try { Method t1Talk = t1.getClass().getMethod("Talk", new Class[0]) ; t1Talk.invoke(t1, null); } catch (NoSuchMethodException e) { e.printStackTrace(); //To change body of catch statement use File | Settings | File Templates. } catch (IllegalAccessException e) { e.printStackTrace(); //To change body of catch statement use File | Settings | File Templates. } catch (InvocationTargetException e) { e.printStackTrace(); //To change body of catch statement use File | Settings | File Templates. } try { System.in.read(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); //To change body of catch statement use File | Settings | File Templates. } } } |
复杂例子代码：
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import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Method; import java.lang.reflect.InvocationTargetException; import java.io.IOException;
public class public static void main(String[] args){ TempImpl t1 = new TempImpl("temp1"); TempImpl t2 = new TempImpl("temp2"); Temp2 temp2 = new Temp2(); try { Method t1Talk = t1.getClass().getMethod("Talk", new Class[0]) ; Method t2Talk = t2.getClass().getMethod("Talk", new Class[0]) ; t1Talk.invoke(t2, null); t2Talk.invoke(t1, null); if(t1Talk.equals(t2Talk)){ System.out.println("equals"); } else{ System.out.println("not equals"); } if(t1Talk==t2Talk){ System.out.println("ref equals"); } else{ System.out.println("ref not equals"); } t2Talk.invoke(temp2, null); } catch (NoSuchMethodException e) { e.printStackTrace(); //To change body of catch statement use File | Settings | File Templates. } catch (IllegalAccessException e) { e.printStackTrace(); //To change body of catch statement use File | Settings | File Templates. } catch (InvocationTargetException e) { e.printStackTrace(); //To change body of catch statement use File | Settings | File Templates. } try { System.in.read(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); //To change body of catch statement use File | Settings | File Templates. } } } |
分析：java虚拟机把每个methods当作一个执行单元。该执行单元带有两种签名：类签名和属性签名（public，static等）。 反射的第一步，验证签名的合法性。验证通过后，顺序执行该method中的指令，当需要访问类实例的fields和传入参数时，由虚拟机注入。
动态代理
Sun对动态代理的说明：
一个简单例子代码：
动态代理的内部实现——代码生成：
研究JDK源代码，发现在Proxy的sun实现中调用了sun.misc.ProxyGenerator类的generateProxyClass( proxyName, interfaces)方法，其返回值为byte[]和class文件的内存类型一致。于是做如下试验：
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public class ProxyClassFile{ public static void main(String[] args){ String proxyName = "TempProxy"; TempImpl t = new TempImpl("proxy"); Class[] interfaces =t.getClass().getInterfaces();
byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass( proxyName, interfaces); File f = new File("classes/TempProxy.class"); try { FileOutputStream fos = new FileOutputStream(f); fos.write(proxyClassFile); fos.flush(); fos.close(); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); //To change body of catch statement use File | Settings | File Templates. } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); //To change body of catch statement use File | Settings | File Templates. } } } |
运行该类，到class文件夹下，利用反编译技术，发现原来其采用了代码生产技术：
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public interface Temp{ public void Talk(); public void Run(); } |
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import java.lang.reflect.*;
public final class TempProxy extends Proxy implements Temp{
private static Method m4; private static Method m2; private static Method m0; private static Method m3; private static Method m1;
public TempProxy(InvocationHandler invocationhandler) { super(invocationhandler); }
public final void Run() { try { h.invoke(this, m4, null); return; } catch(Error _ex) { } catch(Throwable throwable) { throw new UndeclaredThrowableException(throwable); } }
public final String toString(){ try{ return (String)h.invoke(this, m2, null); } catch(Error _ex) { } catch(Throwable throwable) { throw new UndeclaredThrowableException(throwable); } return ""; }
public final int hashCode() { try { return ((Integer)h.invoke(this, m0, null)).intValue(); } catch(Error _ex) { } catch(Throwable throwable){ throw new UndeclaredThrowableException(throwable); } return 123; }
public final void Talk(){ try{ h.invoke(this, m3, null); return; } catch(Error _ex) { } catch(Throwable throwable) { throw new UndeclaredThrowableException(throwable); } }
public final boolean equals(Object obj) { try { return ((Boolean)h.invoke(this, m1, new Object[] { obj })).booleanValue(); } catch(Error _ex) { } catch(Throwable throwable) { throw new UndeclaredThrowableException(throwable); } return false; }
static{ try{ m4 = Class.forName("Temp").getMethod("Run", new Class[0]); m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]); m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]); m3 = Class.forName("Temp").getMethod("Talk", new Class[0]); m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] { Class.forName("java.lang.Object") }); } catch(NoSuchMethodException nosuchmethodexception) { throw new NoSuchMethodError(nosuchmethodexception.getMessage()); } catch(ClassNotFoundException classnotfoundexception) { throw new NoClassDefFoundError(classnotfoundexception.getMessage()); } } } |
