深入理解JDK動態(tài)代理

代理模式的目的是在不修改原有類方法設(shè)計的基礎(chǔ)上，對方法行為進(jìn)行增強(qiáng)。

為了好理解，舉個實(shí)際場景，我們業(yè)務(wù)場景中經(jīng)常有限流的需求，常規(guī)操作是在需要限流的接口代碼前加入調(diào)用次數(shù)判斷的代碼，但是這樣每個需要限流的方法都需要加，工作量大不說，一方面不好維護(hù)，不能很清晰的知道每個接口限流值，另一方面，限流代碼和業(yè)務(wù)代碼堆疊在一起，也影響代碼閱讀。解法是做一套統(tǒng)一限流，一般好點(diǎn)的會有專門的接口限流平臺，配置對應(yīng)的接口名，設(shè)置限流值，直接就可以限流，實(shí)現(xiàn)方式就可以用動態(tài)代理。不修改原接口的實(shí)現(xiàn)，對接口進(jìn)行增強(qiáng)。

動態(tài)代理的優(yōu)勢是實(shí)現(xiàn)無侵入式的代碼擴(kuò)展，做方法的增強(qiáng)；讓你可以在不用修改源碼的情況下，增強(qiáng)一些方法；在方法的前后你可以做你任何想做的事情（甚至不去執(zhí)行這個方法就可以）。

靜態(tài)代理

既然有動態(tài)，那一定有靜態(tài)，說下區(qū)別吧，

靜態(tài)：最大的區(qū)別是靜態(tài)是編譯期就決定了，在程序運(yùn)行之前，代理類的.class文件已經(jīng)存在了。被代理類是什么，代理類實(shí)現(xiàn)方式。

舉個栗子：

我現(xiàn)在有個接口，是把Json字符串解析成Object 對象，接口如下：

public interface IProvider {
   
  Object getData(String json);
  
}

接口的實(shí)現(xiàn)類如下：

public class SimpleProvider implements IProvider {
    @Override
    public Object getData(String json) {
        //解析json 拿到數(shù)據(jù)
        return parseJson(json);
    }

那現(xiàn)在有個需求，需要對 getData 方法做限流，指定用靜態(tài)代理的方式。

需要很簡單，我就直接貼了：

public class ProviderProxy implements IProvider{

    //持有一個被代理對象的引用（在這里是SimpleProvider）
    IProvider iProvider;

    public StaticProviderProxy(IProvider iProvider){
        this.iProvider = iProvider;
    }

    @Override
    public Object getData(String json) {
        //做限流檢查
        if(callSpeed > flowLimt) {
          //流量超限
           throw FlowLimitException();
        }
        Object object = iProvider.getData(json);
        return object;
    }
}
//main 
public static void main(String[] args) {
  IProvider provider = new ProviderProxy(new SimpleProvider());
    provider.getData("{\"data\":{}}");
}

這就是靜態(tài)代理，代理類（ProviderProxy）實(shí)現(xiàn)和需要做方法增強(qiáng)的被代理類（SimpleProvider）實(shí)現(xiàn)同一個接口（IProvider），方法具體實(shí)現(xiàn)上做增強(qiáng)，這里是限流檢查。

動態(tài)代理

Java 動態(tài)代理

• 動態(tài)代理類：在程序運(yùn)行時，通過反射機(jī)制動態(tài)生成。
• 動態(tài)代理類通常代理接口下的所有類。靜態(tài)一般指定某個類代理。
• 動態(tài)代理事先不知道要代理的是什么，只有在運(yùn)行的時候才能確定。靜態(tài)是編譯期確定的。

還是以IProvider 接口為例，同樣是要對 SimpleProvider 做增強(qiáng)，如下：

public class ProviderHandler implements InvocationHandler {
    Object target;

    public Object bind(Object target){
        this.target = target;
        //這里生成了代理對象
        return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),
                target.getClass().getInterfaces(), this);
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        //限流
        flowLimit(args);
        Object obj = method.invoke(target, args);
        //打印日志
        logger.info("print log...");
        return obj;
    }
}
//main
public static void main(String[] args) {
   ProviderHandler providerHandler = new ProviderHandler();
   IProvider iProvider = (IProvider) providerHandler.bind(new SimpleProvider());
   iProvider.getData("weibo.data");
}

這里有三個對象：

1. SimpleProvider 對象 , 我們稱之為被代理對象

2. ProviderHandler 對象,我們稱之為執(zhí)行者對象

3. Proxy對象 （通過在ProviderHandler bind方法中使用Proxy.newProxyInstance生成的對象） 我們稱之為代理對象

這三個對象是什么關(guān)系呢？

Proxy是真正的代理類，SimpleProvider是被代理類，ProviderHandler是執(zhí)行方法增強(qiáng)的執(zhí)行者。

我們是為了增強(qiáng)SimpleProvider （被代理對象）的getData方法，就Proxy對象來代理被代理對象的執(zhí)行，Proxy不親自來做這件事，而是交給執(zhí)行者對象ProviderHandler 來實(shí)現(xiàn)增加的目錄，執(zhí)行調(diào)用前的限流校驗(yàn)。

實(shí)際怎么實(shí)現(xiàn)的呢？

newProxyInstance源碼

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
                                          Class<?>[] interfaces,
                                          InvocationHandler h)
        throws IllegalArgumentException
    {
        //對 Invocationhandler做判空處理
        Objects.requireNonNull(h);
        //復(fù)制[IProvider接口]
        final Class<?>[] intfs = interfaces.clone();

       //根據(jù)IProvider的類加載器IProvider接口生成了Proxy類,關(guān)鍵：根據(jù)類加載器和接口對象在JVM緩存中生成一個類對象
        Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);
        //獲取構(gòu)造器
        final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams);
        //保存InvocationHandler的引用
        final InvocationHandler ih = h;
        //通過構(gòu)造器實(shí)例化Proxy代理對象
        return cons.newInstance(new Object[]{h});
    }

代碼注釋寫的很清晰。

可能這個地方大家都會疑惑，生成的Proxy對象是怎樣調(diào)用執(zhí)行者的invoke函數(shù)的。

這個地方通過這段代碼將Proxy0的class字節(jié)碼輸出到文件。

byte[] classFile = ProxyGenerator.generateProxyClass("$Proxy0", WeiboProvider.class.getInterfaces());
String path = "C:**/IdeaProjects/study/out/production/study/SimpleProxy.class";
try(FileOutputStream fos = new FileOutputStream(path)) {
    fos.write(classFile);
    fos.flush();
    System.out.println("代理類class文件寫入成功");
   } catch (Exception e) {
     System.out.println("寫文件錯誤");
 }

反編譯Proxy0如下：

//Proxy0 是動態(tài)生成的類，繼承自Proxy，實(shí)現(xiàn)了IProvider接口
public final class $Proxy0 extends Proxy implements IProvider {
    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})).booleanValue();
        } 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 String getData(String var1) throws  {
        try {
            //m3就是IProvider 接口的getData方法 
            //super.h 是父類java.lang.reflect.Proxy的屬性 InvocationHandler
            return (String)super.h.invoke(this, m3, new Object[]{var1});
        } catch (RuntimeException | Error var3) {
            throw var3;
        } catch (Throwable var4) {
            throw new UndeclaredThrowableException(var4);
        }
    }

    public final int hashCode() throws  {
        try {
            return ((Integer)super.h.invoke(this, m0, (Object[])null)).intValue();
        } catch (RuntimeException | Error var2) {
            throw var2;
        } catch (Throwable var3) {
            throw new UndeclaredThrowableException(var3);
        }
    }

    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就是IProvider 接口的getData方法
            m3 = Class.forName("aop.IProvider").getMethod("getData", new Class[]{Class.forName("java.lang.String")});
            m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);
        } catch (NoSuchMethodException var2) {
            throw new NoSuchMethodError(var2.getMessage());
        } catch (ClassNotFoundException var3) {
            throw new NoClassDefFoundError(var3.getMessage());
        }
    }
}

重點(diǎn)在 return (String)super.h.invoke(this, m3, new Object[]{var1});代碼。

$Proxy0繼承Proxy類，實(shí)現(xiàn)了IProvider接口，所以也有g(shù)etData()函數(shù)，而getData函數(shù)調(diào)用的是執(zhí)行者InvocationHandler的invoke方法，m3是通過反射拿到的Method對象，所以看getData調(diào)用invoke傳遞的。三個參數(shù)，第一個是Proxy對象，第二個是getData方法對象，第三個是參數(shù)。

總結(jié)一下：

• 動態(tài)代理的本質(zhì)就是，生成一個繼承自Proxy，實(shí)現(xiàn)被代理接口(IProvider)的類 - Proxy0。
• Proxy0 持有InvocationHandler實(shí)例，InvocationHandler 持有SimpleProvider實(shí)例。Proxy0調(diào)用接口 getData方法時，先傳遞給InvocationHandler，InvocationHandler再傳遞給SimpleProvider實(shí)例。

動態(tài)代理實(shí)際上就是幫我們在JVM內(nèi)存中直接重新生成了代理類class和對應(yīng)類對象，然后通過執(zhí)行者InvocationHandler調(diào)用被代理對象SimpleProvider。

Spring AOP中的代理

Spring代理其實(shí)是對JDK動態(tài)代理和CGLIB代理進(jìn)行了封裝，并且引入了AOP的概念，同時引入了AspectJ中的一些注解：@pointCut @After 等。

public AopProxy createAopProxy(AdvisedSupport config) throws AopConfigException {
           if (config.isOptimize() || config.isProxyTargetClass() || hasNoUserSuppliedProxyInterfaces(config)) {
   Class<?> targetClass = config.getTargetClass();
   if (targetClass == null) {
    throw new AopConfigException("TargetSource cannot determine target class: " +
      "Either an interface or a target is required for proxy creation.");
   }
      // 如果是接口，使用jdk代理 
   if (targetClass.isInterface() || Proxy.isProxyClass(targetClass)) {
    return new JdkDynamicAopProxy(config);
   }
      //否則使用cglib
   return new ObjenesisCglibAopProxy(config);
  }
  else {
   return new JdkDynamicAopProxy(config);
  }
 }

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