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一、简介
1.1 定义
给某一个对象提供一个代理,并由代理对象控制对真实对象的访问,代理模式是结构型设计模式的一种
根据字节码文件的创建时机来分类,可以分为静态代理和动态代理
1.2 静态代理
在程序运行前就已经存在代理类的字节码文件,代理类和被目标类的关系在运行前就确定了
1.3 动态代理
代理类在程序运行期间优JVM根据反射等机制动态生成,在程序运行前并不存在代理类的字节码文件
为什么需要动态代理?
静态代理实现简单,且能够在不侵入原代码的情况下实现目标类的功能扩展。但是当场景稍微复杂的时候,静态代理存在如下缺点:
1、当需要对多个类代理时,由于代理类要实现和目标类一致的接口,有两种方式 (这里指的实现不同接口的目标类,如果需要扩展实现同一接口的目标类可以选择使用装饰器模式)
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只维护一个代理类,实现所有的目标类接口,但是这样会导致代理类过于庞大
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维护多个代理类,每个目标对象对应一个代理类,但是这样会导致代理类过多
2、当接口需要新增,删除,修改的时候,目标类和代理类都要同时修改,不易维护
动态代理可以解决上述静态代理的缺点
二、实现方式和原理
2.1 JDK动态代理
该方式为通过实现接口的方式
JDK动态代理主要设计两个类:
java.lang.reflect.Proxy和java.lang.reflect.InvocationHandler
2.1.1 实现示例
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目标类接口:
public interface TargetInterface { /** * 原始方法1 * * @return String */ String doSomething(); /** * 原始方法2 * * @return int */ int printNum(); }
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目标类:
public class Target implements TargetInterface { @Override public String doSomething() { System.out.println("doSomething"); return "doSomething"; } @Override public int printNum() { System.out.println("printNum"); return 100; } }
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代理类逻辑处理:(不是真正的代理类)
public class DynamicProxyHandler implements InvocationHandler { /** * 目标对象 */ private final Object target; public DynamicProxyHandler(Object target) { this.target = target; } @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { System.out.println("do something before"); Object invoke = method.invoke(target, args); System.out.println("do something after"); return invoke; } }
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动态代理对象生成:
mport java.lang.reflect.Proxy; public class ProxyTest { public static void main(String[] args) { //1、创建被代理的目标对象 Target target = new Target(); //2、创建代理类处理器对象 DynamicProxyHandler dynamicProxyHandler = new DynamicProxyHandler(target); //3、创建代理类对象 //a.JDK会通过传入的参数信息动态地在内存中创建和.class文件等同的字节码 //b.然后会根据相应的字节码转换成对应的class //c.最后创建代理类实例 TargetInterface proxy = (TargetInterface) Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), dynamicProxyHandler); System.out.println("doSomething() call: " + proxy.doSomething()); System.out.println("------------------------"); System.out.println("proxy.printNum() call: " + proxy.printNum()); } }
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输出结果:
do something before doSomething do something after doSomething() call: doSomething ------------------------ do something before printNum do something after proxy.printNum() call: 100
2.1.2 原理说明
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具体步骤
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通过实现
InvovationHandler
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 -
通过反射机制获取动态代理类的构造函数,其唯一参数类型是
InvocationHandler
接口类型 -
通过构造函数创建动态代理类实例,调用处理器对象(
InvocationHandler
接口的实现类实例)作为参数传入
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Proxy类分析
public class Proxy implements java.io.Serializable { @CallerSensitive public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h) throws IllegalArgumentException { Objects.requireNonNull(h); final Class<?>[] intfs = interfaces.clone(); final SecurityManager sm = System.getSecurityManager(); if (sm != null) { checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs); } /* * 查找或者生成指定的代理类 */ Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs); /* * 获取参数为调用处理器接口的构造函数对象 */ try { if (sm != null) { checkNewProxyPermission(Reflection.getCallerClass(), cl); } final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams); final InvocationHandler ih = h; /* * 如果Class的作用域为私有,通过setAccessible设置可访问 */ if (!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) { AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() { public Void run() { cons.setAccessible(true); return null; } }); } /* * 创建代理类实例 */ return cons.newInstance(new Object[]{h}); } 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); } } }
/** * 生成代理类 */ private static Class<?> getProxyClass0(ClassLoader loader, Class<?>... interfaces) { if (interfaces.length > 65535) { throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded"); } // 如果实现指定接口的代理类存在于指定加载器中,则直接返回缓存副本 // 否则通过ProxyClassFactory创建代理类 return proxyClassCache.get(loader, interfaces); }
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ProxyClassFactory类生成代理类
简单步骤就是先生成类的字节码文件,再通过Proxy类的defineClass0本地方法生成字节码文件。具体实现代码可以查看Proxy类的静态内部类ProxyClassFactory源码。
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字节码文件
System.getProperties().setProperty("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");
方法修改系统变量,可以保存生成的字节码文件
image.png
字节码文件:
package com.sun.proxy; import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Method; import java.lang.reflect.Proxy; import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException; public final class $Proxy0 extends Proxy implements TargetInterface { private static Method m1; private static Method m3; private static Method m2; private static Method m4; 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 doSomething() throws { try { return (String)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 printNum() throws { try { return (Integer)super.h.invoke(this, m4, (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);
}
}
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代理类继承Proxy类,实现目标类接口(本例中对应
TargetInterface
接口),重写equals、hashCode、toString的方法 -
类和方法都被public final 修饰,所以类和方法只能使用,不能继承和重写
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2.2 CGLIB动态代理
CGLIB动态代理是基于ASM机制实现,通过生成业务类的子类作为代理类。
具体使用介绍可参考如下文章
三、参考文章
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