已經畢業兩個月啦，在找工作的過程中經常有人問起spring相關的知識，尤其是spring核心aop是必不可少的，回答時總會回答spring的aop是由動態代理實現的，但是具體使用方法和原理有些模糊。spring提供了jdk動態代理，那么什么是jdk動態代理呢，jdk動態代理是java本身提供的一種代理實現，提供了一些實現jdk動態代理的重要類或接口在java.lang.reflect包下，如proxy類和InvocationHandler接口，我們先使用一下jdk動態代理，了解如何使用。jdk動態代理需要提供一個接口和接口的實現類，使用Proxy類的newProxyInstance方法得到生成的代理類，然后就可以調用這個代理類的方法啦。我的代碼結構
//接口提供了一個HelloReflect方法
public interface HelloReflect { void helloReflect(); }
//接口的實現
public class HelloReflectImpl implements HelloReflect{ public void helloReflect() { System.out.println("hello reflect"); } }
JDKProxy 類繼承了InvocationHandler接口，因為在Porxy類生產代理類的newProxyInstance方法中，需要三個參數，一個是類加載器，一個是實現接口的Class數組，還有一個就是InvocationHandler
的實現，重寫了InvocationHandler接口的invoke方法，生成的代理類調用方法時最終會調用這個我們重寫的invoke方法，在JDKProxy中還提供了一個getProxy方法里面使用newProxyInstance來獲得代理類
public class JDKProxy implements InvocationHandler {
private Object target;
public JDKProxy(Object target) {
this.target=target;
}
public <T> T getProxy(){
return (T) Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),target.getClass().getInterfaces(),this);
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println("輸出hello reflect之前");
Object result=method.invoke(target,args);
System.out.println("輸出hello reflect之后");
return result;
}
}
下面是我們測試的主方法
public class TestProxy {
public static void main(String[] args) {
System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles","true");//將生成的代理類的字節碼文件保存到本地，后面分析原理會用到
HelloReflect helloReflect1=new HelloReflectImpl();
Class<?>[] arr=helloReflect1.getClass().getInterfaces();
for(Class clazz:arr){
System.out.println(clazz.getName());
}
HelloReflect helloReflect2=new JDKProxy(helloReflect1).getProxy();
helloReflect2.helloReflect();
}
}
結果輸出
這就是jdk動態代理的使用過程，下面進行一下原理的分析
在上面我們可以知道，我們是通過Proxy類的newProxyInstance來獲取生產的代理類的，我們看一下
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
Class<?>[] interfaces,
InvocationHandler h)
throws IllegalArgumentException
{
Objects.requireNonNull(h);//檢查InvocationHandler是否為空
final Class<?>[] intfs = interfaces.clone();//拷貝實現類實現的接口
final SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
if (sm != null) {
checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs);
}
/*
* Look up or generate the designated proxy class.
*/
Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs); //獲取代理類的Class對象，在這個過程中，生成代理類的字節碼，並通過類加載器加載到JVN中
/*
* Invoke its constructor with the designated invocation handler.
*/
try {
if (sm != null) {
checkNewProxyPermission(Reflection.getCallerClass(), cl);
}
final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams); //通過Class對象獲取構造器
final InvocationHandler ih = h;
if (!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) {
AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {
public Void run() {
cons.setAccessible(true);
return null;
}
});
}
return cons.newInstance(new Object[]{h}); //返回實例化的代理類，並且將我們實現的InvocationHandler作為參數傳入其中
} catch (IllegalAccessException|InstantiationException e) {
throw new InternalError(e.toString(), e);
} catch (InvocationTargetException e) {
Throwable t = e.getCause();
if (t instanceof RuntimeException) {
throw (RuntimeException) t;
} else {
throw new InternalError(t.toString(), t);
}
} catch (NoSuchMethodException e) {
throw new InternalError(e.toString(), e);
}
}
從上面可以看出來，通過getProxyClass0方法得到了代理類的Class對象，有了Class對象，我們就可以通過反射初始化代理類。因此在newProxyInstance方法中主要做了兩件事
1.得到代理類的Class對象
2.通過反射得到代理類的構造器並生成代理對象，然后返回
下面我們查看得到Class對象的getProxyClass0方法
private static Class<?> getProxyClass0(ClassLoader loader,
Class<?>... interfaces) {
if (interfaces.length > 65535) {
throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");
}
return proxyClassCache.get(loader, interfaces);//查看緩存中是否已經有代理類的Class對象，如果沒有，進行創建
}
proxyClassCache.get方法中會查看緩存中是否已經存在，如果不存在，則會調用Proxy的內部類ProxyClassFactory的apply方法進行創建
private static final class ProxyClassFactory
implements BiFunction<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>>
{
// prefix for all proxy class names
private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy";//代理類的名字前綴
// next number to use for generation of unique proxy class names
private static final AtomicLong nextUniqueNumber = new AtomicLong();
@Override
public Class<?> apply(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces) {
Map<Class<?>, Boolean> interfaceSet = new IdentityHashMap<>(interfaces.length);
for (Class<?> intf : interfaces) {
/*
* Verify that the class loader resolves the name of this
* interface to the same Class object.
*/
Class<?> interfaceClass = null;
try {
interfaceClass = Class.forName(intf.getName(), false, loader);
} catch (ClassNotFoundException e) {
}
if (interfaceClass != intf) { //對比是否加載的接口是否正確
throw new IllegalArgumentException(
intf + " is not visible from class loader");
}
/*
* Verify that the Class object actually represents an
* interface.
*/
if (!interfaceClass.isInterface()) {
throw new IllegalArgumentException(
interfaceClass.getName() + " is not an interface");
}
/*
* Verify that this interface is not a duplicate.
*/
if (interfaceSet.put(interfaceClass, Boolean.TRUE) != null) {
throw new IllegalArgumentException(
"repeated interface: " + interfaceClass.getName());
}
}
String proxyPkg = null; // package to define proxy class in
int accessFlags = Modifier.PUBLIC | Modifier.FINAL;
/*
* Record the package of a non-public proxy interface so that the
* proxy class will be defined in the same package. Verify that
* all non-public proxy interfaces are in the same package.
*/
for (Class<?> intf : interfaces) {
int flags = intf.getModifiers();
if (!Modifier.isPublic(flags)) {
accessFlags = Modifier.FINAL;
String name = intf.getName();
int n = name.lastIndexOf('.');
String pkg = ((n == -1) ? "" : name.substring(0, n + 1));
if (proxyPkg == null) {
proxyPkg = pkg;
} else if (!pkg.equals(proxyPkg)) {
throw new IllegalArgumentException(
"non-public interfaces from different packages");
}
}
}
if (proxyPkg == null) {
// if no non-public proxy interfaces, use com.sun.proxy package
proxyPkg = ReflectUtil.PROXY_PACKAGE + "."; //ReflectUtil.PROXY_PACKAGE值為com.sun.proxy
}
/*
* Choose a name for the proxy class to generate.
*/
long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement();
String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;//創建出來代理類的名稱
/*
* Generate the specified proxy class.
*/
byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(
proxyName, interfaces, accessFlags); //生成代理類字節碼的地方
try {
return defineClass0(loader, proxyName,
proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length); //類加載加載到JVM中
} catch (ClassFormatError e) {
throw new IllegalArgumentException(e.toString());
}
}
}
可以看到在這類中生成了代理類的class字節碼文件，並通過類加載器加載到了JVM中，可以設置將生成的字節碼文件保存下來，在com.sun.proxy包下。generateProxyClass是具體生成字節碼的地方，因此我們在測試的main函數中設置了System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles","true");這樣就能將生成的class文件保存下來
public static byte[] generateProxyClass(final String var0, Class<?>[] var1, int var2) {
ProxyGenerator var3 = new ProxyGenerator(var0, var1, var2);
final byte[] var4 = var3.generateClassFile(); //生成字節碼
if (saveGeneratedFiles) { //如果設置了saveGeneratedFiles為true，則保存生成的class文件在var0下，也就是com.sun.proxy加上class文件的名稱
AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {
public Void run() {
try {
int var1 = var0.lastIndexOf(46);
Path var2;
if (var1 > 0) {
Path var3 = Paths.get(var0.substring(0, var1).replace('.', File.separatorChar));
Files.createDirectories(var3);
var2 = var3.resolve(var0.substring(var1 + 1, var0.length()) + ".class");
} else {
var2 = Paths.get(var0 + ".class");
}
Files.write(var2, var4, new OpenOption[0]);
return null;
} catch (IOException var4x) {
throw new InternalError("I/O exception saving generated file: " + var4x);
}
}
});
}
return var4; //返回生成的字節碼
}
看生成的Proxy0.class文件
public final class $Proxy0 extends Proxy implements HelloReflect {
private static Method m1;
private static Method m2;
private static Method m3;
private static Method m0;
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);
}
}
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 void helloReflect() throws {
try {
super.h.invoke(this, m3, (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);
}
}
static { //靜態代碼塊，默認重寫了hashcode，equals，toString方法，再加上接口的方法
try {
m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", Class.forName("java.lang.Object"));
m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString");
m3 = Class.forName("com.jinz.reflect.HelloReflect").getMethod("helloReflect");
m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode");
} catch (NoSuchMethodException var2) {
throw new NoSuchMethodError(var2.getMessage());
} catch (ClassNotFoundException var3) {
throw new NoClassDefFoundError(var3.getMessage());
}
}
}
可以看到我們在調用代理類的helloReflect方法時，實際調用了我們寫的InvocationHandler的invoke方法
整個jdk動態代理的過程就是這樣了