Java-JDK动态代理（AOP）使用及实现原理分析
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第一章:代理的介绍
介绍:我们需要掌握的程度
动态代理(理解) 基于反射机制
掌握的程度:
1.什么是动态代理?
2.动态代理能够做什么?
后面我们在用Spirng和Mybatis的时候,要理解怎么使用的.
1.什么是代理?
代理,在我们日常生活之中就有体现,代购,中介,换ip,商家等等.
比如有一家美国的大学,可以对全世界招生.留学中介(代理 )
留学中介(代理):帮助这家美国的学校招生,中介是学校的代理中介是代替学校完成招生功能
代理特点
- 中介和代理他们要做的事情是一致的:招生
- 中介是学校代理,学校是目标
- 家长-------->中介(学校介绍,办理入学手续)---------->美国学校
- 中介是代理,收取费用
2.为什么要找中介
为什么要找中介?
1.中介是专业的,方便.
2.家长现在不能自己去找学校。家长没有能力访问学校.或者美国学校不接收个人来访
买东西都是商家卖, 商家是某个商品的代理, 你个人买东西,肯定不会让你接触到厂家的.
第二章:静态代理
2.1 使用代理模式的作用
- 功能增强:在你原有的功能上,增加了额外的功能.新增加的功能,叫做功能增强
- 控制访问:代理类不让你访问目标,例如商家不让用户访问厂家
2.2 实现代理的方式
1.静态代理:
1)代理类是自己手工实现的,自己创建一个java类,表示代理类
2)同时你所要代理的目标
特点：1）实现简单2）容易理解。
模拟一个用户购买u盘的行为。
用户是客户端类
商家：代理，代理某个品牌的u盘。
厂家：目标类。
三者的关系：用户（客户端）-—-商家（代理）-—-厂家（目标）
商家和厂家都是卖u盘的，他们完成的功能是一致的，都是卖u盘。
实现步骤:
实现步骤
1.创建一个接口,定义卖u盘的方法,表示你的厂家和商家做的事情
2.创建厂家类,实现1步骤的接口
3.创建商家,就是代理,也需要实现1步骤中的接口
4.创建客户端类,调用商家的方法买一个u盘
2.3 具体实现
实现步骤
1.创建一个接口,定义卖u盘的方法,表示你的厂家和商家做的事情
/**
* 定义U盘接口
*
* @author zhangzhixi
* @date 2021/3/17 13:52
*/
public interface IUsb {
/**
* 定义卖U盘的方法
*
* @param amount 购买数量
* @return 返回所需要的的价格
*/
float sell(int amount);
}
2.创建厂家类,实现1步骤的接口
/**
* 金士顿厂家类
*
* @author zhangzhixi
* @date 2021/3/17 13:54
*/
public class Kingston implements IUsb {
/**
* 128G的U盘出厂价手里是85.0/个单价
* @param amount 购买数量
* @return
*/
@Override
public float sell(int amount) {
return 85.0f * amount;
}
}
3.创建商家,就是代理,也需要实现1步骤中的接口
/**
* 淘宝是一个商家,代理金士顿U盘的销售
*
* @author zhangzhixi
* @date 2021/3/17 13:58
*/
public class TaoBao implements IUsb {
/**
* 金士顿厂家
*/
private Kingston kingston = new Kingston();
@Override
public float sell(int amount) {
// 向厂家发送订单,告诉厂家,我买了U盘,厂家发货
// 发送给工厂,我需要的订单,返回报价
float price = kingston.sell(amount);
// 加价,每个U盘加价25元
price += 25 * amount;
return price;
}
}
4.创建客户端类,调用商家的方法买一个u盘
/**
* 客户类，买U盘
* @author zhangzhixi
* @date 2021/3/17 14:01
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
TaoBao taoBao = new TaoBao();
System.out.println(taoBao.sell(2));
}
}
所以我们再次总结代理类完成的功能:
- 目标类中方法的调用
- 功能增强
所属我们只有一个代理商,我们实际上可以写多个代理商,
2.4 静态代理的优缺点
我们再次总结一下静态代理的优缺点
优点:
- 实现简单
- 容易简单
确定:当你的项目中,目标类的代理类很多的时候,有一下的缺点
- 当目标类增加了,代理类可能也需要成倍的增加
- 当你的接口中功能在增加了,或者修改了,会影响众多的实现类,厂家类,代理都需要修改,影响比较多.
所以我们继续学习动态代理
第三章 动态代理
本章,我们所掌握的是
1)什么是动态代理?
使用jdk的反射机制,创建对象的能力,创建的是代理类的的对象.而不用我们创建类文件,不用写java文件, 什么叫动态?在程序执行时,调用jdk提供的方法才能创建代理类的对象
2)知道动态代理能做什么?
3.1 静态代理和动态代理模式的对比
在静态代理中目标很多的时候,可以使用动态代理,避免静态代理的缺点
在静态代理中目标类很多时候,可以使用动态代理,避免静态代理的缺点。
动态代理中目标类即使很多,
-
代理类数量可以很少,
-
当你修改了接口中的方法时,不会影响代理类。
动态代理:在程序执行过程中,使用jdk的反射机制,创建代理类对象,并动态的指定要代理目标类。
换句话说:动态代理是一种创建java象的能力,让你不用创建 TaoBao类就能创建代理类对象,除去了中间商
在java中,要想创建对象
- 创建类文件,java 文件编译为class
- 使用构造方法,创建类的对象
3.2 动态代理的介绍
- 动态代理是指代理类对象在程序运行时由JVM根据反射机制动态生成的。动态代理不需要定义代理类的，java源文件。
- 动态代理其实就是jdk运行期间，动态创建class字节码并加载到JVM。
- 动态代理的实现方式常用的有两种：使用JDK代理，与通过CGLlB动态代理。
动态代理的实现:
- jdk动态代理(理解):使用java反射包中的类和接口实现动态代理的功能,反射包java.lang.reflect,里面有三个类:InvocationHandler,Method,Proxy
- cglib动态代理(了解): cglib是第三方的工具库,创建代理对象
- cglib的原理是继承，cglib通过继承目标类，创建它的子类，在子类中
- 重写父类中同名的方法，实现功能的修改。
- 因为cglib是继承，重写方法，所以要求目标类不能是fina1的，方法也不能是final的。cglib的要求目标类比较宽松，只要能继承就可以了。cglib在很多的框架中使用，
- 比如mybatis，spring框架中都有使用。
public class TestApp {
public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
// HelloService service = new HelloServiceImpl();
// service.sayhello("张三");
// 以上是常规方法执行sayhello
// 下面我们使用反射机制进行创建sayhello方法,核心Method(类中的方法)
HelloServiceImpl target = new HelloServiceImpl();
// 获取sayhello名称对应的Method类对象
// public Method getM ethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
// 加入,该方法的参数有多个该怎么办?
// parameterTypes参数是一个类对象数组，按声明的顺序标识方法的形式参数类型。
Method method = HelloService.class.getMethod("sayhello", String.class);
// 通过Metho可以执行sayhello方法的调用
/*
* public Object invoke(Object obj, Object... args)
* 表示执行方法的调用
* 参数:
* 1.Object,表示对象,要执行这个对象的方法
* 2.Object...args,方法执行时的参数值
* 返回值:
* Object:方法执行后的返回值
* */
Object ret = method.invoke(target, "李四");
}
}
3.3回顾反射 Method类
Method类的结构图
Class Method
java.lang.Object
java.lang.reflect.AccessibleObject
java.lang.reflect.Executable
java.lang.reflect.Method
class.getMethod
Method method = HelloService.class.getMethod("sayhello", String.class,Integer.class);
提出问题?
public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
加入,该方法的参数有多个该怎么办?
parameterTypes参数是一个类对象数组，按声明的顺序标识方法的形式参数类型。
3.4JDK动态代理
jdk动态代理:
1.反射, Method类,表示方法。类中的方法。通过Method可以执行某个方法
2.jdk动态代理的实现
反射包java.lang. reflect,里面有三个类：InvocationHandler，Method，Proxy
第一个接口：Interface InvocationHandler：表示你的代理要干啥
public interface InvocationHandler
InvocationHandler是由代理实例的调用处理程序实现的接口 。
每个代理实例都有一个关联的调用处理程序。 当在代理实例上调用方法时，方法调用将被编码并分派到其调用处理程序的invoke方法。
1)InvocationHandler接口(调用处理器):就一个方法 invoke()
invoke():表示代理对象要执行的功能代码。你的代理类要完成的功能就写在invoke（）方法中。
代理完成的功能：
1.调用目标方法,执行目标方法的功能 2.功能增强,在目标方法调用时,增加功能
方法原型：
参数：object proxy：jdk创建的代理对象，无需赋值。
Method method:目标类中的方法，jdk提供method对象的
object[]args:目标类中方法的参数，jdk提供的。
-------------------------------------------------------------------------
Object invoke(Object proxy,方法 method,Object[] args)throws
Throwable处理代理实例上的方法调用并返回结果。
怎么用？
1.创建类实现接口InvocationHandler 2.重写invoke()方法,把原来静态代理中代理类要完成的功能，写在这
第二个类：Method：确切说就是目标类中的方法
Method类:表示方法的,确切的说就是目标类中的方法。
作用:通过 Method可以执行某个目标类的方法, Method. invoke();
method. invoke(目标对象,方法的参数)
说明:method.invoke()就是为了用来执行目标方法的,等同于静态代理中的
// 向厂家发送订单,告诉厂家,我买了U盘,厂家发货
// 发送给工厂,我需要的订单,返回报价
float price = factory.sell(amount);
第三个类：Proxy类：创建代理对象
proxy类：核心的对象，创建代理对象。之前创建对象都是new类的构造方法（）
现在我们是使用proxy类的方法，代替new的使用。
方法：静态方法 newProxyInstance(）
作用是：创建代理对象，等同于静态代理中的TaoBao taoBao=new TaoBao()
我们来观察方法原型
public static Object newProxyInstance(
ClassLoader loader,
Class<?>[] interfaces,
InvocationHandler h)
throws IllegalArgumentException
参数:
参数1：ClassLoader loader 类加载器,负责向内存中加载对象的,使用反射机制获取对象的classLoader,如何获取? 类 a, a.getCalss().getClassLoader(),目标对象的类加载器
参数2：Class<?>[] interfaces: 接口,目标对象实现的接口,也是反射获取的
参数3：InvocationHandlerh : 我们自己写的,代理类要完成的功能
方法的返回值也就是代理对象
第四章 实现动态代理的步骤
案例一：
- 创建接口,定义目标类要完成的功能
- 创建目标类实现接口
- 创建InvocationHandler接口的实现类,在invoke方法中完成代理类的功能
- 调用目标方法
- 增强功能
- 使用Proxy类的静态方法,创建代理对象,并把返回值转换成接口类型
第一步：创建接口
UsbSell：
/**
* 定义U盘接口
*
* @author zhangzhixi
* @date 2021/3/17 13:52
*/
public interface UsbSell {
/**
* 定义卖U盘的方法
*
* @param amount 购买数量
* @return 返回所需要的的价格
*/
float sell(int amount);
}
第二步：创建目标类实现接口
KingstonFactory：
/**
* 金士顿厂家类
*
* @author zhangzhixi
* @date 2021/3/17 13:54
*/
public class KingstonFactory implements UsbSell {
/**
* 128G的U盘出厂价手里是85.0/个单价
*
* @param amount 购买数量
* @return
*/
@Override
public float sell(int amount) {
System.out.println("目标类中,执行了sell目标方法");
return 85.0f * amount;
}
}
第三步：创建代理类 (于2023-06-29增加获取代理对象的方法，并添加泛型处理)
MySellHandler:(过时，看下面的类，通过泛型处理)
/**
* @author zhangzhixi
* @date 2021/3/17 17:32
*/
public class MySellHandler implements InvocationHandler {
// 目标对象
private Object target = null;
/**
* 1.动态代理:目标对象是活动的,不是固定的,需要传进来
* 传入是谁。就给谁创建代理(传入金士顿厂家，就给金士顿创建代理)
*/
public MySellHandler(Object target) {
// 给目标对象赋值
this.target = target;
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
/**
* 执行目标方法
* 参数：
* obj –调用基础方法的对象
* args –用于方法调用的参数
* 返回：使用args参数在obj上分派此对象表示的方法的结果
*/
Object res = method.invoke(target, args);
// 执行功能增强
if (res != null) {
// 商家手中的加价，1/个加价25
float price = (float) res;
price = price + (25 * (int) args[0]);
// 增加后的U盘价格
res = price;
}
return res;
}
}
MySellHandler
/**
* @author zhangzhixi
* @date 2021/3/17 17:32
*/
class MySellHandler<T> implements InvocationHandler {
// 目标对象
private T target = null;
/**
* 1.动态代理:目标对象是活动的,不是固定的,需要传进来
* 传入是谁。就给谁创建代理(传入金士顿厂家，就给金士顿创建代理)
*/
public MySellHandler(T target) {
// 给目标对象赋值
this.target = target;
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
/**
* 执行目标方法
* 参数：
* obj –调用基础方法的对象
* args –用于方法调用的参数
* 返回：使用args参数在obj上分派此对象表示的方法的结果
*/
Object res = method.invoke(target, args);
// 执行功能增强
if (res != null) {
// 商家手中的加价，1/个加价25
float price = (float) res;
price = price + (25 * (int) args[0]);
// 增加后的U盘价格
res = price;
}
return res;
}
/**
* 获取目标对象的代理对象
*
* @return 代理对象
*/
public T getProxyInstance() {
return (T) Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), this);
}
}
第四步：测试，使用Proxy类的静态方法,创建代理对象,并把返回值转换成接口类型
MySellTest(过时，看下面的测试类，进行调用)
import java.lang.reflect.Proxy;
/**
* @author zhangzhixi
* @date 2021/3/17 17:46
*/
public class MySellTest {
public static void main(String[] args) {
/**
* 参数1：类加载器,负责向内存中加载对象的
* 参数2：接口,目标对象实现的接口,也是反射获取的
* 参数3：我们自己写的,代理类要完成的功能,传入目标类
*/
UsbSell usb = (UsbSell) Proxy.newProxyInstance(
KingstonFactory.class.getClassLoader(),
KingstonFactory.class.getInterfaces(),
new MySellHandler(new KingstonFactory())
);
float sell = usb.sell(2);
System.out.println(sell);
}
}
MySellTest
class MySellTest {
public static void main(String[] args) {
// 1、创建代理对象，使用Proxy
UsbSell proxyInstance = new MySellHandler<>(new KingstonFactory()).getProxyInstance();
// 2、调用方法
float price = proxyInstance.sell(2);
System.out.println("通过动态代理对象，调用方法：" + price);
}
}
案例二：项目中存在一个Calculator类，代表一个计算器，它可以进行加减乘除操作，实现：在每个方法执行前后打印日志。
与案例一不同的是，这里使用的代理类直接去实现业务方法。然后再主方法中再通过Proxy执行业务方法
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
/**
* @author zhangzhixi
* @date 2021-9-1 17:44
*/
public interface Calculator {
void add(int a, int b);
void subtract(int a, int b);
}
/**
* 目标类，实现Calculator接口（如果一开始就面向接口编程，其实是不存在这一步的，CalculatorImpl原本就实现Calculator接口）
*/
class CalculatorImpl implements Calculator {
/**
* 加
*/
@Override
public void add(int a, int b) {
System.out.println("相加结果为："+(a + b));
}
/**
* 减
*/
@Override
public void subtract(int a, int b) {
System.out.println("相减结果为："+(a - b));
}
}
/**
* 静态代理类，实现Calculator接口
*/
class CalculatorProxy implements Calculator {
/**
* 代理对象内部维护一个目标对象引用
*/
private final Calculator target;
/**
* 通过构造方法，传入目标对象
* @param target 目标接口的实现
*/
public CalculatorProxy(Calculator target) {
this.target = target;
}
/**
* 调用目标对象的add，并在前后打印日志
* @param a number1
* @param b number2
*/
@Override
public void add(int a, int b) {
System.out.println("add方法开始...");
target.add(a, b);
System.out.println("add方法结束...");
}
/**
* 调用目标对象的subtract，并在前后打印日志
* @param a number1
* @param b number2
*/
@Override
public void subtract(int a, int b) {
System.out.println("subtract方法开始...");
target.subtract(a, b);
System.out.println("subtract方法结束...");
}
}
class Test {
public static void main(String[] args) throws Exception {
/*
* 参数1：类加载器，随便给一个
* 参数2：需要生成代理Class的接口，比如Calculator
* */
Class<?> calculatorProxyClazz = Proxy.getProxyClass(Calculator.class.getClassLoader(), Calculator.class);
// 得到唯一的有参构造 $Proxy(InvocationHandler h)，和反射的Method有点像，可以理解为得到对应的构造器执行器
Constructor<?> constructor = calculatorProxyClazz.getConstructor(InvocationHandler.class);
// 用构造器执行器执行构造方法，得到代理对象。构造器需要InvocationHandler入参
Calculator calculatorProxyImpl = (Calculator) constructor.newInstance(new InvocationHandler() {
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
// 使用代理执行目标方法
return method.invoke(new CalculatorProxy(new CalculatorImpl()), args);
}
});
// 调用代理对象的方法
calculatorProxyImpl.add(3, 5);
}
}
执行结果：
