day19_java基礎加強_動態代理+注解+類加載器


一、動態代理

1.1、代理模式

什么是代理模式及其作用?

  • Proxy Pattern(即:代理模式),23種常用的面向對象軟件的設計模式之一。
  • 代理模式的定義:為其他對象提供一種代理以控制對這個對象的訪問。
  • 在某些情況下,一個對象不適合或者不能直接引用另一個對象,而代理對象可以在客戶端和目標對象之間起到中介的作用。

優點

  • (1) 職責清晰,真實的角色就是實現實際的業務邏輯,不用關心其他非本職責的事務,通過后期的代理完成一件完成事務,附帶的結果就是編程簡潔清晰
  • (2) 代理對象可以在客戶端和目標對象之間起到中介的作用,這樣起到了保護目標對象的作用。
  • (3) 高擴展性

結構

  • 一個是你要訪問的真正的對象(目標類),另一個是代理對象,真正對象(目標對象)與代理對象實現同一個接口,先訪問代理類再訪問真正要訪問的對象。
  • 其實裝飾(包裝)設計模式就是靜態代理

靜態代理模式簡單案例:
KindWomen.java(接口)

package com.itheima.demo;

public interface KindWomen {

    public void throwEye();

    public void doSomething();
}

PJL.java(目標類1 實現 接口,並具體實現)

package com.itheima.demo;

public class PJL implements KindWomen {
    @Override
    public void throwEye() {
        System.out.println("潘金蓮拋媚眼");
    }

    @Override
    public void doSomething() {
        System.out.println("潘金蓮XOXO");
    }
}

YPX.java(目標類2 實現 接口,並具體實現)

package com.itheima.demo;

public class YPX implements KindWomen {
    @Override
    public void throwEye() {
        System.out.println("閻婆惜拋媚眼");
    }

    @Override
    public void doSomething() {
        System.out.println("閻婆惜XOXO");
    }
}

WP.java(代理類 也實現接口,但是空實現)

package com.itheima.demo;

public class WP implements KindWomen {

    private KindWomen kw;

    public WP(KindWomen kw) {
        this.kw = kw;
    }

    @Override
    public void throwEye() {
        kw.throwEye();
    }

    @Override
    public void doSomething() {
        kw.doSomething();
    }
}

XMQ.java(我)

package com.itheima.demo;

public class XMQ {

    public static void main(String[] args) {
        PJL pjl = new PJL();
        YPX ypx = new YPX();

        KindWomen wp1 = new WP(pjl);
        KindWomen wp2 = new WP(ypx);

        wp1.throwEye();
        wp1.doSomething();

        wp2.throwEye();
        wp2.doSomething();
}

1.2、動態代理

動態代理它可以直接給某一個目標對象生成一個代理對象,而不需要代理類存在。
  動態代理與代理模式原理是一樣的,只是它沒有具體的代理類,直接通過反射生成了一個代理對象。
  動態代理生成技術:
    1、基於jdk提供一個Proxy類,可以直接給實現某接口的實現類直接生成代理對象。
    2、基於cglib (spring框架會學習)
  java.lang.reflect.Proxy; 該類可以直接生成一個代理對象。

Proxy類的方法
  public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class[] interfaces, InvocationHandler h)   返回一個指定接口的代理類實例。
  僅能代理實現至少一個接口的類(即目標對象需要至少有一個接口)。
  ClassLoader:類加載器。固定寫法,和被代理類使用相同的類加載器即可。
  Class[]:代理類要實現的接口。固定寫法,和被代理類使用相同的接口即可。
  InvocationHandler:策略(方案)設計模式的應用。如何去具體實現代理,由我們自己決定。

InvocationHandler接口中的invoke方法:調用代理類的任何方法,此方法都會執行。
  Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
  Object proxy:代理對象本身的引用。一般用不着。
  Method method:當前調用的方法。
  Object[] args:當前方法用到的參數。

動態代理的應用

  • 在動態代理技術里,由於不管用戶調用代理對象的什么方法,都是調用開發人員編寫的處理器的invoke方法(這相當於invoke方法攔截到了被代理對象的方法調用)。
  • 並且,開發人員通過invoke方法的參數,還可以在攔截的同時,知道用戶調用的是什么方法,因此利用這兩個特性,就可以實現一些特殊需求,例如:攔截用戶的訪問請求,以檢查用戶是否有訪問權限、動態地為目的對象添加額外的功能

動態代理模式簡單案例:
KindWomen.java(接口)

package com.itheima.demo;

public interface KindWomen {

    public void throwEye(double money);

    public void doSomething(double money);
}

PJL.java(目標類1 實現 接口,並具體實現)

package com.itheima.demo;

public class PJL implements KindWomen {
    @Override
    public void throwEye(double money) {
        System.out.println("潘金蓮拿了" + money + "元錢,拋媚眼");
    }

    @Override
    public void doSomething(double money) {
        System.out.println("潘金蓮拿了" + money + "元錢,XOXO");
    }
}

XMQ.java(我)

package com.itheima.demo;

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

public class XMQ {

    public static void main(String[] args) {
        final KindWomen kw = new PJL(); // 真實對象(目標對象)
        // final YPX ypx = new YPX();

        // PJL pjl = new PJL();
        // YPX ypx = new YPX();
        // KindWomen wp1 = new WP(pjl);
        // KindWomen wp2 = new WP(ypx);
        // wp1.throwEye();
        // wp1.doSomething();
        // wp2.throwEye();
        // wp2.doSomething();

        // public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class[] interfaces, InvocationHandler h) 
        // 返回一個指定接口的代理類實例。僅能代理實現至少一個接口的類(即目標對象至少有一個接口)。
        KindWomen proxy = (KindWomen) Proxy.newProxyInstance(kw.getClass().getClassLoader(), kw.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandler() {
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                System.out.println("代理幫你做事情之前,可以做別的事情");

                Object o = method.invoke(kw, new Object[] { (Double) args[0] / 2 }); // 這是真實對象執行的方法(做的事情)

                System.out.println("代理幫你完做事情之后,仍可以做別的事情");
                return o;
            }
        });
        proxy.throwEye(5);
        proxy.doSomething(10);
    }
}

靜態/動態代理圖解:

1.3、AOP(面向切面編程)編程思想(Spring框架中的核心思想之一)

Spring框架中的核心思想包括:
  Dependency Injection(依賴注入)
  Inverse of Control(控制反轉)
  Aspect Oriented Programming(面向切面編程)
  AOP編程思想解決的問題:
    1、問題:業務的方法日后會很多,這樣會有很多重復的代碼。
    2、問題:業務已經存在很多的方法,並沒有考慮到事務的問題,現在要求加上。那么業務的重心就變了。


動態代理實現AOP示例代碼:(轉賬功能)
完成業務的代碼:
package com.itheima.service.impl;

import com.itheima.dao.AccountDao;
import com.itheima.dao.impl.AccountDaoImpl;
import com.itheima.domain.Account;
import com.itheima.service.AccountService;

public class AccountServiceImpl implements AccountService {

    @Override // 運用AOP思想,轉賬功能就是轉賬功能,不要加其他的東西,比如事務控制、日志、權限控制等,這樣代碼健壯性好,優美。
    public void transfer(String fromname, String toname, double money) throws Exception {
        // ad.updateAccount(fromname, toname, money);
        AccountDao ad = new AccountDaoImpl();

        // 分別得到轉出和轉入賬戶對象
        Account fromAccount = ad.findAccountByName(fromname);
        Account toAccount = ad.findAccountByName(toname);

        // 修改賬戶各自的金額
        fromAccount.setMoney(fromAccount.getMoney() - money);
        toAccount.setMoney(toAccount.getMoney() + money);

        // 完成轉賬操作
        ad.updateAccout(fromAccount);
        // int i = 10 / 0;
        ad.updateAccout(toAccount);
    }
}

/*
package com.itheima.service.impl;

import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;

import com.itheima.dao.AccountDao;
import com.itheima.dao.impl.AccountDaoImpl;
import com.itheima.domain.Account;
import com.itheima.service.AccountService;
import com.itheima.util.C3P0Util;
import com.itheima.util.ManagerThreadLocal;

public class AccountServiceImpl implements AccountService {

    @Override
    public void transfer(String fromname, String toname, double money) {
        // ad.updateAccount(fromname, toname, money);
        AccountDao ad = new AccountDaoImpl();

        try {
            ManagerThreadLocal.startTransacation(); // 開啟事務

            // 分別得到轉出和轉入賬戶對象
            Account fromAccount = ad.findAccountByName(fromname);
            Account toAccount = ad.findAccountByName(toname);

            // 修改賬戶各自的金額
            fromAccount.setMoney(fromAccount.getMoney() - money);
            toAccount.setMoney(toAccount.getMoney() + money);

            // 完成轉賬操作
            ad.updateAccout(fromAccount);
            // int i = 10 / 0;
            ad.updateAccout(toAccount);

            ManagerThreadLocal.commit(); // 提交事務
        } catch (Exception e) {
            try {
                ManagerThreadLocal.rollback(); // 回滾事務
            } catch (Exception e1) {
                e1.printStackTrace();
            }
        } finally {
            try {
                ManagerThreadLocal.close(); // 關閉
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } 
        }
    }
}
*/

產生代理對象的工廠代碼:

package com.itheima.util;

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

import com.itheima.service.AccountService;
import com.itheima.service.impl.AccountServiceImpl;

public class ObjectFactory {

    // 該方法返回一個代理對象
    public static AccountService getAccountService() {

        final AccountService as = new AccountServiceImpl(); // 真實對象(目標對象)

        AccountService proxy = (AccountService) Proxy.newProxyInstance(as.getClass().getClassLoader(),
                as.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandler() {

                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        Object invoke = null;
                        try {
                            ManagerThreadLocal.startTransacation(); // 開啟事務

                            // 執行的是真實對象的轉賬方法
                            invoke = method.invoke(as, args);

                            ManagerThreadLocal.commit(); // 提交事務
                        } catch (Exception e) {
                            try {
                                ManagerThreadLocal.rollback(); // 回滾事務
                            } catch (Exception e1) {
                                e1.printStackTrace();
                            }
                        } finally {
                            try {
                                ManagerThreadLocal.close(); // 關閉
                            } catch (Exception e) {
                                e.printStackTrace();
                            } 
                        }
                        return invoke;
                    }
                });
        return proxy;
    }
}

測試類代碼:

package com.itheima.test;

import com.itheima.service.AccountService;
import com.itheima.util.ObjectFactory;

public class TestTransfer {

    /**
     * @param args
     * @throws Exception
     */

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // AccountService as = new AccountServiceImpl();
        // as.transfer("aaa", "bbb", 100);

        AccountService as = ObjectFactory.getAccountService();
        as.transfer("aaa""bbb"100);
    }
}

/*
package com.itheima.test;

import com.itheima.service.AccountService;
import com.itheima.service.impl.AccountServiceImpl;
import com.itheima.util.ObjectFactory;

public class TestTransfer {

    /**
     * @param args
     * @throws Exception
     */

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        AccountService as = new AccountServiceImpl();
        as.transfer("aaa""bbb"100);
    }
}
*/

二、注解

注解不是注釋,注釋是程序員寫的,給程序員看的。注解給程序看,用於描述程序如何運行及在什么階段來運行。
現在在實際開發中,注解最大的功能是用於替換配置文件
注解是jdk1.5的新特性。
可以通過反射來讓注解具有功能
注解格式: @Xxxx

2.1、JDK中的三個基本的注解:

  • a. @Override   檢查子類確實是覆蓋了父類的方法。
  • b. @Deprecated   說明已經過時了。
  • c. @SuppressWarnings({ "unused", "deprecation", "rawtypes" })  
    抑制程序中的警告。unused(變量未使用)deprecation(過時)rawtypes(泛型)表示警告的類型。{}數組。
  • d. @SuppressWarnings("all")  all抑制所有警告。

示例代碼如下:

package com.itheima.demo1;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;
import java.util.List;

public class Demo1 {

    // @SuppressWarnings({ "unused", "deprecation", "rawtypes" }) 
    @SuppressWarnings("all")
    public void ff() {
        int i = 0;
        System.out.println("abc");
        List list = new ArrayList();
        System.out.println(new Date().toLocaleString());
    }

    public void HaHa() {

    }
}

class Demo2 extends Demo1 {

    @Override
    public void ff() {

    }

    @Deprecated
    public void HaHaHa() {
        System.out.println(new Date().toLocaleString());
    }
}

2.2、自定義注解的語法(注解的`肉體`)

研究一下注解的本質:
  聲明一個注解(或者創建一個注解類): @interface 注解名{...}

    public @interface MyAnnotation {}

  通過反編譯可知,注解它的本質就是一個接口,這個接口需要繼承 Annotation接口。但是不能按照下述的代碼格式寫,需要按照上述代碼格式寫。

    public interface MyAnnotation extends java.lang.annotation.Annotation {...}

分析注解類中的成員:
注解本質上就是接口,我們知道接口中可以有屬性和方法。
  屬性:public static final int age;
  方法:public abstract void show();
但是在注解中也可以有屬性,也可以有方法。但是,注解中一般不使用屬性。
在注解的開發中,我們只寫方法。
  我們管注解中的方法,叫做注解的屬性。
  在注解中我們管方法的返回值叫做注解的類型。
注解定義屬性的格式:例如:int age();
  關於注解的屬性類型可以有哪些?
  1、基本類型
  2、String
  3、枚舉類型
  4、注解類型
  5、Class類型
  6、以上類型的一維數組類型

注解:就是在你的程序代碼中的某個位置加了一個標記而已。
示例代碼如下圖所示:

2.3、注解的反射(注解的靈魂)

模擬 Junit 的 @Test 方法

a、反射注解類
java.lang.reflect.AnnotatedElement;
< T extends Annotation > T getAnnotation(Class< T > annotationType) 得到指定類型的注解引用。沒有,返回null。
Annotation[] getAnnotations() 得到所有的注解,包含從父類繼承下來的。
Annotation[] getDeclaredAnnotations() 得到自己身上的注解。
boolean isAnnotationPresent(Class< ? extends Annotation > annotationType) 判斷指定的注解有沒有。

ClassMethodFieldConstructor 等實現了 AnnotatedElement接口
例如:
  Class.isAnnotationPresent(MyTest.class); 判斷類上面有沒有@MyTest注解。
  Method.isAnnotationPresent(MyTest.class); 判斷方法上面有沒有@MyTest注解。

b、反射注解中的屬性
如下圖元注解圖片中所示:

2.4、元注解

a、自定義注解的存活范圍(生命周期):默認是CLASS。


什么是 元注解? 答:只能用在注解類上的注解叫做元注解。(即:用於 修飾注解的注解
  • @Retention 作用:改變自定義注解的存活范圍。
    RetentionPolicy
        SOURCE
        CLASS
        RUNTIME
      例如:@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)

  • @Target 作用:指定該注解能用在什么地方。
    ElementType
        TYPE
        METHOD
        FIELD
        ANNOTATION_TYPE
      例如:@Target({ ElementType.METHOD, ElementType.TYPE })

  • @Documented 作用:使用了@MyTest的注解的類,如果@MyTest注解類上面有@Documented注解,那么使用了@MyTest的注解的類的API文檔中會出現@MyTest的身影。

  • @Inherited 作用:說明使用了該注解的類的子類可以繼續使用該注解。

示例代碼如下圖所示:

三、簡單介紹Servlet3.0中的幾個注解

增加對注解的支持。
Servlet3.0
要求:Tomcat7+ 和 JDK6.0+

Servlet3.0:web.xml已經不是必須的了。替代它的就是注解。


截圖如下:

四、類加載器

1、作用:類加載器負責將 .class 文件(可能在磁盤上, 也可能在網絡上) 加載到內存中, 並為之生成對應的 java.lang.Class。
2、JVM中的類加載器:(當 JVM 啟動時,會形成由三個類加載器組成的初始類加載器層次結構: )
  BootStrap:是老大。類加載器的祖先。 打印它會得到null。
    負責加載 JRE/lib/rt.jar(JDK中絕大部分的類)
  ExtClassLoader:
    負責加載 JRE/lib/ext/*.jar
  AppClassLoader:
    負責加載在 classpath環境變量中的所有類
類加載器之間的父子關系圖和管轄范圍圖;


3、父類委托機制(全盤負責委托機制 )
  例如:用eclipse的打包工具將TestClassLoader輸出成jre/lib/ext目錄下的itcast.jar包,再在eclipse中運行這個類,運行結果顯示為ExtClassLoadr。此時的環境狀態是classpath目錄有TestClassLoader.class,ext/itcast.jar包中也有TestClassLoader.class,我們知道,使用一個類,應該只出現一個字節碼文件,現在卻出現兩個了,腫么辦?這時候我們就需要了解類加載的具體過程和原理了。如下所示:
  • bootstrap classloader:引導(也稱為原始)類加載器,它負責加載Java的核心類。這個加載器是非常特殊的,它實際上不是java.lang.ClassLoader的子類,而是由JVM自身實現的(底層是c代碼)。因為JVM在啟動的時候就自動加載它們,所以不需要在系統屬性CLASSPATH中指定這些類庫。
  • extension classloader:擴展類加載器,它負責加載JRE的擴展目錄(JAVA_HOME/jre/lib/ext或者由java.ext.dirs系統屬性指定的)中的JAR包。這為引入除Java核心類以外的新功能提供了一個標准機制。因為默認的擴展目錄對所有從同一個JRE中啟動的JVM都是通用的,所以放入這個目錄的JAR類包對所有的JVM和system classloader都是可見的。
  • system classloader:系統(也稱為應用)類加載器,它負責在JVM被啟動時,加載來自在命令java中的-classpath或者java.class.path系統屬性或者CLASSPATH操作系統屬性所指定的JAR類包和類路徑。可以通過靜態方法ClassLoader.getSystemClassLoader();找到該類加載器。如果沒有特別指定,則用戶自定義的任何類加載器都將該類加載器作為它的父加載器。

  • classloader 加載類用的是全盤負責委托機制
  • 全盤負責:即是當一個classloader加載一個Class的時候,這個Class所依賴的和引用的其它Class通常也由這個classloader負責載入。
  • 委托機制:先讓parent(父)類加載器 尋找,只有在parent找不到的時候才從自己的類路徑中去尋找。
  • 類加載還采用了cache機制:如果cache中保存了這個Class就直接返回它,如果沒有才從文件中讀取和轉換成Class,並存入cache,這就是為什么修改了Class但是必須重新啟動JVM才能生效,並且類只加載一次的原因

示例代碼:
package com.itheima;

import javax.xml.crypto.dsig.keyinfo.KeyName;

public class TestClassLoader {
    public static void main(String[] args) {
        // BootStrap:是老大。類加載器的祖先。 打印它會得到null。負責加載 JRE/lib/rt.jar(JDK中絕大部分的類) 
        ClassLoader cl = KeyName.class.getClassLoader();
        System.out.println(cl); // null
        // System.out.println(cl.getClass().getName()); // java.lang.NullPointerException

        // ExtClassLoader: 負責加載 JRE/lib/ext/*.jar 
        // 沒有找着可以測試的類,因為該目錄下需要導入源碼包,就沒有測試啦!但是效果同AppClassLoader。

        // AppClassLoader: 負責加載在 classpath環境變量中的所有類 
        ClassLoader cl1 = Student.class.getClassLoader(); 
        System.out.println(cl1); // sun.misc.Launcher$AppClassLoader@73d16e93
        System.out.println(cl1.getClass().getName()); // sun.misc.Launcher$AppClassLoader
    }
}

示例圖解01:


示例圖解02:


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