动态代理原理

动态代理

　　核心方法为 Proxy.newProxyInstance 方法，该方法需要传入被代理类的类加载器、被代理类实现的接口以及一个 InvocationHandler 的实现类实例。

　　方法会通过字节码技术为我们返回一个代理对象，代理对象会实现被代理对象的所有接口，并在这些接口声明方法前后织入 InvocationHandler 中的代理逻辑。

　　我们首先定义一个 InvocationHandler 实现类，写入代理逻辑：

public class ProxyHandler implements InvocationHandler {

    private Object object;

    ProxyHandler(Object object) {
        this.object = object;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("before invoke");
        method.invoke(object, args);
        System.out.println("after invoke");
        return null;
    }
}

　　然后使用 Proxy.newProxyInstance 方法获得代理类对象：

    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        InvocationHandler handler = new ProxyHandler(dog);
        Animal dogProxy = (Animal) Proxy.newProxyInstance(Dog.class.getClassLoader(), Dog.class.getInterfaces(), handler);
        dogProxy.sayHellow();

        System.out.println(dogProxy.getClass().getName());
        System.out.println(dogProxy.getClass().toString());
    }

　　执行结果，代理对象中织入了代理逻辑：

动态代理的原理

通过实现 InvocationHandler 接口创建自己的调用处理器；
通过为 Proxy 类指定 ClassLoader 对象和一组 interface 来创建动态代理类；
通过反射机制获得动态代理类的构造函数，其唯一参数类型是调用处理器接口类型；
通过构造函数创建动态代理类实例，构造时调用处理器对象作为参数被传入。

　　动态代理并没有什么黑魔法，前面我们讲过字节码文件的 JVM 规范。动态代理便是按照规范新生成了一个继承 Proxy 并实现了传入接口列表的类的字节码文件，并加载进了 JVM 。

　　生成的代理类中有所有传入接口列表中的接口所包含的方法，其固定实现便是调用我们的 InvocationHandler 实现类中的 invoke。如果觉着抽象我们可以直接分析生成的代理类的字节码文件，首先设置全局变量 sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles 为 true，该参数控制生成的字节码文件是否保存，默认为 false。

    public static void main(String[] args) {
        System.getProperties().setProperty("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");

        Dog dog = new Dog();
        InvocationHandler handler = new ProxyHandler(dog);
        Animal dogProxy = (Animal) Proxy.newProxyInstance(Dog.class.getClassLoader(), Dog.class.getInterfaces(), handler);
        dogProxy.sayHellow();
    }

　　然后运行，便可以看到新生成的代理类的字节码文件：

　　我们反编译一下该文件，我将需要注意的点放在注释中：

// 继承了 Proxy 并实现了 Animal
public final class $Proxy0 extends Proxy implements Animal {
　　 //生成字节码文件时，为其设置的 Object 中的方法
    private static Method m1;
    private static Method m3;
    private static Method m2;
    private static Method m0;
　　 // 构造函数，需要传入一个 InvocationHandler 实现类实例，也就是我们实现的处理器实例
    public $Proxy0(InvocationHandler var1) throws  {
        super(var1);
    }

    public final boolean equals(Object var1) throws  {
        try {
            return (Boolean)super.h.invoke(this, m1, new Object[]{var1});
        } catch (RuntimeException | Error var3) {
            throw var3;
        } catch (Throwable var4) {
            throw new UndeclaredThrowableException(var4);
        }
    }

　　 //我们要代理的方法
    public final void sayHellow() throws  {
        try {
　　　　　　　 //调用了我们传人的 InvocationHandler 实现类实例的 invoke，所以我们的代理逻辑都是写在 invoke 中的
            super.h.invoke(this, m3, (Object[])null);
        } catch (RuntimeException | Error var2) {
            throw var2;
        } catch (Throwable var3) {
            throw new UndeclaredThrowableException(var3);
        }
    }

    public final String toString() throws  {
        try {
            return (String)super.h.invoke(this, m2, (Object[])null);
        } catch (RuntimeException | Error var2) {
            throw var2;
        } catch (Throwable var3) {
            throw new UndeclaredThrowableException(var3);
        }
    }

    public final int hashCode() throws  {
        try {
            return (Integer)super.h.invoke(this, m0, (Object[])null);
        } catch (RuntimeException | Error var2) {
            throw var2;
        } catch (Throwable var3) {
            throw new UndeclaredThrowableException(var3);
        }
    }
　　 //生成字节码文件时，为其绑定的 Object 中的方法
    static {
        try {
            m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", Class.forName("java.lang.Object"));
            m3 = Class.forName("proxy.Animal").getMethod("sayHellow");
            m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString");
            m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode");
        } catch (NoSuchMethodException var2) {
            throw new NoSuchMethodError(var2.getMessage());
        } catch (ClassNotFoundException var3) {
            throw new NoClassDefFoundError(var3.getMessage());
        }
    }
}

　　可能部分童鞋会对 super.h.invoke(this, m3, (Object[])null); 这一句表示疑问，如何调用的被代理类的方法。

　　我们看生成的静态语句块中：

　　在代理类被加载时，m3 成员变量便已经被赋值为被代理类中的 sayHellow 方法的 Method 对象，所以 invoke 时只需传入 m3 即可。

　　我觉着动态代理技术更适合叫动态生成类的字节码技术，因为整个执行过程的核心在于按照上述逻辑生成一个继承 Proxy 并实现了传入接口列表中接口的新类的字节码文件。至于是否对某个对象进行代理使我们在事项 InvocationHandler 时写在 invoke 方法中的。我们完全可以在 invoke 方法中不执行被代理类的方法，固定的做一些其它的事情。比如 Dubbo 框架中生成代理对象，invoke 方法便是进行了一次远程调用，而不是执行传入代理类对象的对应方法。

　　如果对其它点还有疑问，其实跟着 Proxy.newProxyInstance 方法向下跟代码就可以了，非常清晰。

　　看到这里对一些经典的问题就可以有自己的体会了，比如 JDK 的动态代理与 CGLIB 的动态代理有什么区别:

　　1. 代理类需要保证能够在被代理类出现的地方出现，并且拥有被代理类中所有需要被代理的方法。那么我们有两种实现思路，一种是让被代理类实现代理类的所有接口；第二种是让代理类继承被代理类。JDK 动态代理用的是第一种方式，而 CGLIB 用的是第二种。

　　2. 从反编译代理类的字节码文件可以看出，JDK 的动态代理本质上是通过调用 InvocationHandler 的 invoke 方法间接的调用被代理类之中的方法。这一步在 invoke 中我们是通过反射调用完成的。反射因为规避了常规的权限检查等 JVM 行为，在执行时也并不会被 JVM 优化，因此性能开销会比较大。

　　而 CGLIB 是直接生成了一份拥有完整方法的代理类字节码，并没有间接的去调用代理类的方法。是将被代理类方法的字节码整合到了代理类中，其调用没有借助反射。所以仅从方法调用上来说，CGLIB 的效率是高于 JDK 动态代理的效率的。

posted @ 2020-03-20 15:21 牛有肉阅读(831) 评论(2) 编辑收藏举报

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