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JDK动态代理--实例/原理

时间:2023-06-09

原文网址:JDK动态代理--实例/原理_IT利刃出鞘的博客-CSDN博客

简介

说明

本文用示例介绍JDK动态代理的用法。

JDK动态代理的原理简述

生成的代理类继承Proxy,且实现了业务的接口,Proxy中有InvocationHandler的实现类的引用。

调用被代理的类的方法时,会调用父类(Proxy)的InvocationHandler成员的invoke方法。

限制

只能代理实现了接口的类。

实例

动态代理具体步骤:

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。实例1:统计执行时间

package com.example.a;import java.lang.reflect.InvocationHandler;import java.lang.reflect.Method;import java.lang.reflect.Proxy;//代理接口interface ExecutionTime { public void dealTask(String taskName); public void sayHello(String name);}//被代理类class ExecutionTimeImpl implements ExecutionTime { //这里打印出任务名,并休眠500ms模拟任务执行了很长时间 @Override public void dealTask(String taskName) { System.out.println("Task is running: "+taskName); try { Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } @Override public void sayHello(String name) { System.out.println("hello" + name); }}// 动态代理类对应的调用处理程序类class ExecutionTimeProxy implements InvocationHandler { private Object delegate = null; public ExecutionTimeProxy(ExecutionTime delegate) { this.delegate = delegate; } // proxy:代理类代理的真实代理对象。例如:com.sun.proxy.$Proxy0 @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { long startTime = System.currentTimeMillis(); method.invoke(delegate, args); long endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("Elapsed time: "+(endTime - startTime)+" ms"); return null; }}//生成动态代理对象的工厂class DynamicProxyFactory { public static ExecutionTime getInstance(){ ExecutionTime origin = new ExecutionTimeImpl(); InvocationHandler handler = new ExecutionTimeProxy(origin); ExecutionTime proxy = (ExecutionTime) Proxy.newProxyInstance( origin.getClass().getClassLoader(), origin.getClass().getInterfaces(), handler); return proxy; }}public class Demo{ public static void main(String[] args) { System.setProperty("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true"); ExecutionTime proxy = DynamicProxyFactory.getInstance(); System.out.println(proxy.getClass()); System.out.println("-----------------------------------"); proxy.dealTask("TestTask"); }}

运行结果

class org.example.a.$Proxy0-----------------------------------Task is running: TestTaskElapsed time: 500 ms

实例2:ArrayList

package org.example.a;import java.lang.reflect.InvocationHandler;import java.lang.reflect.Method;import java.lang.reflect.Proxy;import java.util.ArrayList;import java.util.List;public class Demo { public static void main(String[] args) { final ArrayList list = new ArrayList<>(); List listProxy=(List) Proxy.newProxyInstance( list.getClass().getClassLoader(), list.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandler() { @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { return method.invoke(list,args); } }); listProxy.add("hello") ; listProxy.add("world") ; System.out.println(list); }}

运行结果

[hello, world]

原理 相关类

InvocationHandler

package java.lang.reflect;public interface InvocationHandler { public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable;}

Proxy

package java.lang.reflect;public class Proxy implements java.io.Serializable { private static final long serialVersionUID = -2222568056686623797L; private static final Class<?>[] constructorParams = { InvocationHandler.class }; private static final WeakCache[], Class<?>> proxyClassCache = new WeakCache<>(new KeyFactory(), new ProxyClassFactory()); protected InvocationHandler h; private Proxy() { } // 其他代码}

生成的代理类的源码

查看自动生成的proxy class

默认在运行时程序自动生成proxy class,若想看下自动生成的proxy class有三种方法

设置参数-Dsun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles=true程序里调用:System.setProperty("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");在程序中直接调用ProxyGenerator.generateProxyClass()来生成动态代理类,如下所示:

String name = "$Proxy00";byte[] data = ProxyGenerator.generateProxyClass("com.sun.proxy." + name, new Class[] { Hello.class } );FileOutputStream out = new FileOutputStream("/tmp/" + name + ".class" );out.write(data);out.close();

以前边的“时间统计示例”为例,在main方法中最前边添加

System.setProperty("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");

执行结果:生成了$Proxy0.class

$Proxy0.class代码如下

//// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA// (powered by Fernflower decompiler)//package org.example.a;import java.lang.reflect.InvocationHandler;import java.lang.reflect.Method;import java.lang.reflect.Proxy;import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException;final class $Proxy0 extends Proxy implements ExecutionTime { private static Method m1; private static Method m4; private static Method m2; private static Method m3; private static Method m0; static { try { m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", Class.forName("java.lang.Object")); m4 = Class.forName("org.example.a.ExecutionTime").getMethod("sayHello", Class.forName("java.lang.String")); m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString"); m3 = Class.forName("org.example.a.ExecutionTime").getMethod("dealTask", Class.forName("java.lang.String")); m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode"); } catch (NoSuchMethodException var2) { throw new NoSuchMethodError(var2.getMessage()); } catch (ClassNotFoundException var3) { throw new NoClassDefFoundError(var3.getMessage()); } } public $Proxy0(InvocationHandler var1) throws { super(var1); } public final void dealTask(String var1) throws { try { super.h.invoke(this, m3, new Object[]{var1}); } catch (RuntimeException | Error var3) { throw var3; } catch (Throwable var4) { throw new UndeclaredThrowableException(var4); } } public final void sayHello(String var1) throws { try { super.h.invoke(this, m4, new Object[]{var1}); } catch (RuntimeException | Error var3) { throw var3; } catch (Throwable var4) { throw new UndeclaredThrowableException(var4); } } 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 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); } }}

JDK动态代理只能代理接口

        类Proxy的作用是保存自定义的InvocationHandler,便于在方法代理时执行自定义InvocationHandler的逻辑。由于$Proxy0已经继承了类Proxy,所以不能再extends一个类了,所以只能implements一个接口了。

执行流程

创建代理类

Proxy.newProxyInstance时,入参:代理类的类加载器和接口、InvocationHandler接口的实现类。返回:proxy(Proxy$0类型)

执行流程

proxy.dealTask(Proxy$0的dealTask方法) // Proxy类的h(前边保存的InvocationHandler接口对象)的invoke方法 // m1是通过反射获得的方法,var1是传进来的String类型的参数 super.h.invoke(this, m1, new Object[]{var1}) ExecutionTimeProxy(InvocationHandler接口对象)的invoke方法 // Method类的invoke方法 method.invoke(delegate, args);

生成Proxy.class的流程

Proxy.newProxyInstance=> ProxyClassFactory.apply=> ProxyGenerator.generateProxyClass=> .class文件=> Class对象=> Proxy实例

关于ProxyGenerator.generateProxyClass(),内部主要是按照固定”模板“按照字节码格式生成对应class字节码,大致是:实现要代理接口的所有public方法及固定的方法(hashCode、equals和toString),然后调用InvocationHandler的invoke方法。(就是走到示例代码中的HelloProxy类(class HelloProxy implements InvocationHandler)。

其他网址

JDK动态代理为什么不能代理类 - 知乎

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