JDK动态代理实现原理-蒲公英云

JDK动态代理实现原理

动态代理机制

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

Interface InvocationHandler

该接口中仅定义了一个方法Object：invoke(Object obj,Method method,Object[] args）。在实际使用时，第一个参数obj一般是指代理类，method是被代理的方法，args为该方法的参数数组。这个抽象方法在代理类中动态实现。

Proxy

该类即为动态代理类
Protected Proxy(InvocationHandler h）
- 构造函数，用于给内部的h赋值
Static Class getProxyClass (ClassLoader loader,Class[] interfaces）
- 获得一个代理类，其中loader是类装载器，interfaces是真实类所拥有的全部接口的数组
Static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class[] interfaces,InvocationHandler h）
- 返回代理类的一个实例，返回后的代理类可以当作被代理类使用（可使用被代理类的在Subject接口中声明过的方法）
Dynamic Proxy
- 它是在运行时生成的class，在生成它时你必须提供一组interface给它，然后该class就宣称它实现了这些 interface。你当然可以把该class的实例当作这些interface中的任何一个来用。当然啦，这个Dynamic Proxy其实就是一个Proxy，它不会替你作实质性的工作，在生成它的实例时你必须提供一个handler，由它接管实际的工作。

代码示例

创建接口

/** * @ClassName: BuyService * @Description: 购买基础接口 * @Author: 尚先生 * @CreateDate: 2019/6/17 14:52 * @Version: 1.0 */
public interface BuyService { 
    String buyPhone();
    String buyComputer();
}

创建实现类

/** * @ClassName: BuyServiceImpl * @Description: 购买实现类 * @Author: 尚先生 * @CreateDate: 2019/6/17 14:53 * @Version: 1.0 */
public class BuyServiceImpl implements BuyService { 
    @Intercept("buyPhone")
    @Override
    public String buyPhone() { 
        try { 
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) { 
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("==========BuyServiceImpl.class=============" + " buyPhone");
        this.buyComputer();
        return "buy phone";
    }
    @Intercept("buyComputer")
    @Override
    public String buyComputer() { 
        try { 
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) { 
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("==========BuyServiceImpl.class=============" + " buyComputer");
        return "buy computer";
    }
}

创建 InvocationHandler

/** * @ClassName: ReflectionHandler * @Description: 自定义处理handler * @Author: 尚先生 * @CreateDate: 2019/6/17 14:54 * @Version: 1.0 */
public class ReflectionHandler implements InvocationHandler { 
    private Object target;
    public ReflectionHandler(Object target) { 
        this.target = target;
    }
    public <T> T getProxy(){ 
        return (T) Proxy.newProxyInstance(this.getClass().getClassLoader(),target.getClass().getInterfaces(),this);
    }
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { 
        return method.invoke(target,args);
    }
}

创建启动类

/** * @ClassName: Bootstrap * @Description: 启动测试类 * @Author: 尚先生 * @CreateDate: 2019/6/17 14:58 * @Version: 1.0 */
public class Bootstrap { 
    public static void main(String[] args) { 
        // 动态代理实现
        ReflectionHandler reflectionHandler = new ReflectionHandler(new BuyServiceImpl());
        BuyService proxy = reflectionHandler.getProxy();
        String computer = proxy.buyComputer();
        String phone = proxy.buyPhone();
        System.out.println(computer + "\r\n" + phone);
    }

运行结果

// 修改前执行结果
========BuyServiceImpl.class=========== buyComputer
========BuyServiceImpl.class=========== buyPhone
=======BuyServiceImpl.class=========== buyComputer
buy computer
buy phone

代理类字节码文件

/** * 代理类字节码文件，反编译结果 * @Author: 尚先生 * @CreateDate: 2019/6/17 14:54 * @Version: 1.0 */
import com.learn.demo.java.proxy.BuyService;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException;
public final class ProxyBuyService
    extends Proxy
  implements BuyService
{ 
  private static Method m1;
  private static Method m2;
  private static Method m3;
  private static Method m4;
  private static Method m0;
  public ProxyBuyService(InvocationHandler paramInvocationHandler)
    throws 
  { 
    super(paramInvocationHandler);
  }
  public final boolean equals(Object paramObject)
    throws 
  { 
    try
    { 
      return ((Boolean)this.h.invoke(this, m1, new Object[] {  paramObject })).booleanValue();
    }
    catch (Error|RuntimeException localError)
    { 
      throw localError;
    }
    catch (Throwable localThrowable)
    { 
      throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
    }
  }
  public final String toString()
    throws 
  { 
    try
    { 
      return (String)this.h.invoke(this, m2, null);
    }
    catch (Error|RuntimeException localError)
    { 
      throw localError;
    }
    catch (Throwable localThrowable)
    { 
      throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
    }
  }
  public final String buyPhone(BuyService paramBuyService)
    throws 
  { 
    try
    { 
      return (String)this.h.invoke(this, m3, new Object[] {  paramBuyService });
    }
    catch (Error|RuntimeException localError)
    { 
      throw localError;
    }
    catch (Throwable localThrowable)
    { 
      throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
    }
  }
  public final String buyComputer(BuyService paramBuyService)
    throws 
  { 
    try
    { 
      return (String)this.h.invoke(this, m4, new Object[] {  paramBuyService });
    }
    catch (Error|RuntimeException localError)
    { 
      throw localError;
    }
    catch (Throwable localThrowable)
    { 
      throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
    }
  }
  public final int hashCode()
    throws 
  { 
    try
    { 
      return ((Integer)this.h.invoke(this, m0, null)).intValue();
    }
    catch (Error|RuntimeException localError)
    { 
      throw localError;
    }
    catch (Throwable localThrowable)
    { 
      throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
    }
  }
  static
  { 
    try
    { 
      m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] {  Class.forName("java.lang.Object") });
      m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);
      m3 = Class.forName("com.learn.demo.java.proxy.BuyService").getMethod("buyPhone", new Class[] {  Class.forName("com.learn.demo.java.proxy.BuyService") });
      m4 = Class.forName("com.learn.demo.java.proxy.BuyService").getMethod("buyComputer", new Class[] {  Class.forName("com.learn.demo.java.proxy.BuyService") });
      m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);
      return;
    }
    catch (NoSuchMethodException localNoSuchMethodException)
    { 
      throw new NoSuchMethodError(localNoSuchMethodException.getMessage());
    }
    catch (ClassNotFoundException localClassNotFoundException)
    { 
      throw new NoClassDefFoundError(localClassNotFoundException.getMessage());
    }
  }
}

代码流程分析

具体的实现流程如同上述代码，创建InvocationHandler对象，根据Proxy创建代理对象，通过代理对象执行目标方法，返回执行结果。
从创建接口到默认实现类，我们可以通过直接new 实现类的方式去实现，但是有时候我们比不知道具体实现类是哪个，或者说实现类自身去做会很大程度上增加代码的耦合性。这时候我们采用代理的方式去增强代码的可用性。
以上是JDK动态代理的实际实现，但是在执行结果中看不到buyPhone() 调用buyComputer()的实际调用类信息，实际执行信息打印已经在GitHub中更新，更多详情可关注dwyanewede。

// 修改后的执行结果，详见GitHub
========当前类描述 com.sun.proxy.$Proxy0=========== buyComputer
========当前类描述 com.sun.proxy.$Proxy0=========== buyPhone
=======当前类描述 com.learn.demo.java.proxy.BuyServiceImpl=========== buyComputer
buy computer
buy phone

为什么要关注这一点呢，因为这一点跟我们在Spring Framework框架中一些AOP切面拦截密切相关，具体在Spring Framework框架中的实现，可参见下一篇文章：JDK动态代理在Spring AOP中的实现