深入理解java动态代理机制

动态代理其实就是java.lang.reflect.Proxy类动态的根据您指定的所有接口生成一个class byte，该class会继承Proxy类，并实现所有你指定的接口（您在参数中传入的接口数组）；然后再利用您指定的classloader将 class byte加载进系统，最后生成这样一个类的对象，并初始化该对象的一些值，如invocationHandler,以即所有的接口对应的Method成员。 初始化之后将对象返回给调用的客户端。这样客户端拿到的就是一个实现你所有的接口的Proxy对象。请看实例分析：

一  业务接口类

public interface BusinessProcessor {
 public void processBusiness();
}

二 业务实现类

public class BusinessProcessorImpl implements BusinessProcessor {
 public void processBusiness() {
  System.out.println("processing business.....");
 }
}

三 业务代理类

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;

public class BusinessProcessorHandler implements InvocationHandler {

 private Object target = null;
 
 BusinessProcessorHandler(Object target){
  this.target = target;
 }
 
 public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
   throws Throwable {
  System.out.println("You can do something here before process your business");
  Object result = method.invoke(target, args);
  System.out.println("You can do something here after process your business");
  return result;
 }

}

四 客户端应用类

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;
import java.lang.reflect.Proxy;

public class Test {

 public static void main(String[] args) {
  BusinessProcessorImpl bpimpl = new BusinessProcessorImpl();
  BusinessProcessorHandler handler = new BusinessProcessorHandler(bpimpl);
  BusinessProcessor bp = (BusinessProcessor)Proxy.newProxyInstance(bpimpl.getClass().getClassLoader(), bpimpl.getClass().getInterfaces(), handler);
  bp.processBusiness();
 }
}

现在我们看一下打印结果：

You can do something here before process your business
processing business.....
You can do something here after process your business

通过结果我们就能够很简单的看出Proxy的作用了，它能够在你的核心业务方法前后做一些你所想做的辅助工作，如log日志，安全机制等等。

 

现在我们来分析一下上面的类的工作原理。

类一二没什么好说的。先看看类三吧。 实现了InvocationHandler接口的invoke方法。其实这个类就是最终Proxy调用的固定接口方法。Proxy不管客户端的业务方法是怎么实现的。当客户端调用Proxy时，它只

会调用InvocationHandler的invoke接口，所以我们的真正实现的方法就必须在invoke方法中去调用。关系如下：

 BusinessProcessorImpl bpimpl = new BusinessProcessorImpl();
 BusinessProcessorHandler handler = new BusinessProcessorHandler(bpimpl);

BusinessProcessor bp = (BusinessProcessor)Proxy.newProxyInstance(....);

bp.processBusiness()-->invocationHandler.invoke()-->bpimpl.processBusiness();

那么bp到底是怎么样一个对象呢。我们改一下main方法看一下就知道了：

 public static void main(String[] args) {
  BusinessProcessorImpl bpimpl = new BusinessProcessorImpl();
  BusinessProcessorHandler handler = new BusinessProcessorHandler(bpimpl);
  BusinessProcessor bp = (BusinessProcessor)Proxy.newProxyInstance(bpimpl.getClass().getClassLoader(), bpimpl.getClass().getInterfaces(), handler);
  bp.processBusiness();
  System.out.println(bp.getClass().getName());
 }

输出结果：

You can do something here before process your business
processing business.....
You can do something here after process your business
$Proxy0

bp原来是个$Proxy0这个类的对象。那么这个类到底是长什么样子呢？好的。我们再写二个方法去把这个类打印出来看个究竟，是什么三头六臂呢？我们在main下面写如下两个静态方法。

public static String getModifier(int modifier){
  String result = "";
  switch(modifier){
   case Modifier.PRIVATE:
    result = "private";
   case Modifier.PUBLIC:
    result = "public";
   case Modifier.PROTECTED:
    result = "protected";
   case Modifier.ABSTRACT :
    result = "abstract";
   case Modifier.FINAL :
    result = "final";
   case Modifier.NATIVE :
    result = "native";
   case Modifier.STATIC :
    result = "static";
   case Modifier.SYNCHRONIZED :
    result = "synchronized";
   case Modifier.STRICT  :
    result = "strict";
   case Modifier.TRANSIENT :
    result = "transient";
   case Modifier.VOLATILE :
    result = "volatile";
   case Modifier.INTERFACE :
    result = "interface";
  }
  return result;
 }
 
 public static void printClassDefinition(Class clz){
  
  String clzModifier = getModifier(clz.getModifiers());
  if(clzModifier!=null && !clzModifier.equals("")){
   clzModifier = clzModifier + " ";
  }
  String superClz = clz.getSuperclass().getName();
  if(superClz!=null && !superClz.equals("")){
   superClz = "extends " + superClz;
  }
  
  Class[] interfaces = clz.getInterfaces();
  
  String inters = "";
  for(int i=0; i<interfaces.length; i++){
   if(i==0){
    inters += "implements ";
   }
   inters += interfaces[i].getName();
  }
  
  System.out.println(clzModifier +clz.getName()+" " + superClz +" " + inters );
  System.out.println("{");
  
  Field[] fields = clz.getDeclaredFields();
  for(int i=0; i<fields.length; i++){
   String modifier = getModifier(fields[i].getModifiers());
   if(modifier!=null && !modifier.equals("")){
    modifier = modifier + " ";
   }
   String fieldName = fields[i].getName();
   String fieldType = fields[i].getType().getName();
   System.out.println("    "+modifier + fieldType + " "+ fieldName + ";");
  }
  
  System.out.println();
  
  Method[] methods = clz.getDeclaredMethods();
  for(int i=0; i<methods.length; i++){
   Method method = methods[i];

   String modifier = getModifier(method.getModifiers());
   if(modifier!=null && !modifier.equals("")){
    modifier = modifier + " ";
   }
   
   String methodName = method.getName();
   
   Class returnClz = method.getReturnType();
   String retrunType = returnClz.getName();
   
   Class[] clzs = method.getParameterTypes();
   String paraList = "(";
   for(int j=0; j<clzs.length; j++){
    paraList += clzs[j].getName();
    if(j != clzs.length -1 ){
     paraList += ", ";
    }
   }
   paraList += ")";
   
   clzs = method.getExceptionTypes();
   String exceptions = "";
   for(int j=0; j<clzs.length; j++){
    if(j==0){
     exceptions += "throws ";
    }

    exceptions += clzs[j].getName();
    
    if(j != clzs.length -1 ){
     exceptions += ", ";
    }
   }
   
   exceptions += ";";
   
   String methodPrototype = modifier +retrunType+" "+methodName+paraList+exceptions;
   
   System.out.println("    "+methodPrototype );
   
  }
  System.out.println("}");
 }

 

再改写main方法

 public static void main(String[] args) {
  BusinessProcessorImpl bpimpl = new BusinessProcessorImpl();
  BusinessProcessorHandler handler = new BusinessProcessorHandler(bpimpl);
  BusinessProcessor bp = (BusinessProcessor)Proxy.newProxyInstance(bpimpl.getClass().getClassLoader(), bpimpl.getClass().getInterfaces(), handler);
  bp.processBusiness();
  System.out.println(bp.getClass().getName());
  Class clz = bp.getClass();
  printClassDefinition(clz);
 }

现在我们再看看输出结果：

You can do something here before process your business
processing business.....
You can do something here after process your business
$Proxy0
$Proxy0 extends java.lang.reflect.Proxy implements com.tom.proxy.dynamic.BusinessProcessor
{
    java.lang.reflect.Method m4;
    java.lang.reflect.Method m2;
    java.lang.reflect.Method m0;
    java.lang.reflect.Method m3;
    java.lang.reflect.Method m1;

    void processBusiness();
    int hashCode();
    boolean equals(java.lang.Object);
    java.lang.String toString();
}

很明显，Proxy.newProxyInstance方法会做如下几件事：

1，根据传入的第二个参数interfaces动态生成一个类，实现interfaces中的接口，该例中即BusinessProcessor接口的processBusiness方法。并且继承了Proxy类，重写了hashcode,toString,equals等三个方法。具体实现可参看 ProxyGenerator.generateProxyClass(...); 该例中生成了$Proxy0类

2，通过传入的第一个参数classloder将刚生成的类加载到jvm中。即将$Proxy0类load

3，利用第三个参数，调用$Proxy0的$Proxy0(InvocationHandler)构造函数 创建$Proxy0的对象，并且用interfaces参数遍历其所有接口的方法，并生成Method对象初始化对象的几个Method成员变量

4，将$Proxy0的实例返回给客户端。

现在好了。我们再看客户端怎么调就清楚了。

1，客户端拿到的是$Proxy0的实例对象，由于$Proxy0继承了BusinessProcessor，因此转化为BusinessProcessor没任何问题。

BusinessProcessor bp = (BusinessProcessor)Proxy.newProxyInstance(....);

2，bp.processBusiness()；

实际上调用的是$Proxy0.processBusiness();那么$Proxy0.processBusiness()的实现就是通过InvocationHandler去调用invoke方法啦!