java动态代理原理源码解析（jdk8）

本文是在一篇动态代理文章的基础上，分析jdk8的动态代理源码，jdk8中动态代理的实现方式并没有变，只是源码的位置不同了，在此做下分析。

我们先上动态代理的例子代码，然后进行源码分析：

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

public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {

    // 目标对象
    private Object target;

    /**
     * 构造方法
     * @param target 目标对象
     */
    public MyInvocationHandler(Object target) {
        super();
        this.target = target;
    }


    /**
     * 执行目标对象的方法
     */
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {

        // 在目标对象的方法执行之前简单的打印一下
        System.out.println("------------------before------------------");

        // 执行目标对象的方法
        Object result = method.invoke(target, args);

        // 在目标对象的方法执行之后简单的打印一下
        System.out.println("-------------------after------------------");

        return result;
    }

    /**
     * 获取目标对象的代理对象
     * @return 代理对象
     */
    public Object getProxy() {
        return Proxy.newProxyInstance(Thread.currentThread().getContextClassLoader(),
                target.getClass().getInterfaces(), this);
    }
}

public interface UserService {

    /**
     * 目标方法
     */
    public abstract void add();

}

public class UserServiceImpl implements UserService {

    /* (non-Javadoc)
     * @see dynamic.proxy.UserService#add()
     */
    public void add() {
        System.out.println("--------------------add---------------");
    }
}

public class ProxyTest {

    public static void main(String[] args) {
        // 实例化目标对象
        UserService userService = new UserServiceImpl();

        // 实例化InvocationHandler
        MyInvocationHandler invocationHandler = new MyInvocationHandler(userService);

        // 根据目标对象生成代理对象
        UserService proxy = (UserService) invocationHandler.getProxy();

        // 调用代理对象的方法
        proxy.add();

    }
}

getProxy()的方法是获取了动态代理的实例，我们从这块代码开始进入源码阅读

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);
        }

        /*
         * Look up or generate the designated proxy class.
         */
        Class cl = getProxyClass0(loader, intfs);

        /*
         * Invoke its constructor with the designated invocation handler.
         */
        try {
            if (sm != null) {
                checkNewProxyPermission(Reflection.getCallerClass(), cl);
            }

            final Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams);
            final InvocationHandler ih = h;
            if (!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) {
                AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction() {
                    public Void run() {
                        cons.setAccessible(true);
                        return null;
                    }
                });
            }
            return cons.newInstance(new Object[]{h});

先是创建了一个接口的克隆类，并通过getProxyClass0方法动态生成Class类，我们看下getProxyClass0源码：

    private static Class getProxyClass0(ClassLoader loader,
                                           Class... interfaces) {
        if (interfaces.length > 65535) {
            throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");
        }

        // If the proxy class defined by the given loader implementing
        // the given interfaces exists, this will simply return the cached copy;
        // otherwise, it will create the proxy class via the ProxyClassFactory
        return proxyClassCache.get(loader, interfaces);
    }

我们要重点看下标红的proxyClassCache.get(loader,interfaces)方法，java就是通过这个方法生成的动态代理类，proxyClassCache的声明如下：

private static final WeakCache[], Class>
    proxyClassCache = new WeakCache<>(new KeyFactory(), new ProxyClassFactory());
其中的ProxyClassFactory就是生成动态代理的工厂类。

    public V get(K key, P parameter) {
                。。。
                V value = supplier.get();
                。。。
}

这个方法中的supplier.get()方法就是生成了代理类，我们进入看下get()方法，

public synchronized V get() { // serialize access
            // re-check
               。。。
                value = Objects.requireNonNull(valueFactory.apply(key, parameter));
               。。。
}

这个同步的方法就是生成代理类的，其中的valueFactory就是我们之前提到了能生成代理类的工厂类，ProxyClassFactory()，我们进入apply方法：

        public Class apply(ClassLoader loader, Class[] interfaces) {

            Map, Boolean> interfaceSet = new IdentityHashMap<>(interfaces.length);
            for (Class intf : interfaces) {
                /*
                 * Verify that the class loader resolves the name of this
                 * interface to the same Class object.
                 */
                Class interfaceClass = null;
                try {
                    interfaceClass = Class.forName(intf.getName(), false, loader);
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                }
                if (interfaceClass != intf) {
                    throw new IllegalArgumentException(
                        intf + " is not visible from class loader");
                }
                /*
                 * Verify that the Class object actually represents an
                 * interface.
                 */
                if (!interfaceClass.isInterface()) {
                    throw new IllegalArgumentException(
                        interfaceClass.getName() + " is not an interface");
                }
                /*
                 * Verify that this interface is not a duplicate.
                 */
                if (interfaceSet.put(interfaceClass, Boolean.TRUE) != null) {
                    throw new IllegalArgumentException(
                        "repeated interface: " + interfaceClass.getName());
                }
            }

            String proxyPkg = null;     // package to define proxy class in
            int accessFlags = Modifier.PUBLIC | Modifier.FINAL;

            /*
             * Record the package of a non-public proxy interface so that the
             * proxy class will be defined in the same package.  Verify that
             * all non-public proxy interfaces are in the same package.
             */
            for (Class intf : interfaces) {
                int flags = intf.getModifiers();
                if (!Modifier.isPublic(flags)) {
                    accessFlags = Modifier.FINAL;
                    String name = intf.getName();
                    int n = name.lastIndexOf('.');
                    String pkg = ((n == -1) ? "" : name.substring(0, n + 1));
                    if (proxyPkg == null) {
                        proxyPkg = pkg;
                    } else if (!pkg.equals(proxyPkg)) {
                        throw new IllegalArgumentException(
                            "non-public interfaces from different packages");
                    }
                }
            }

            if (proxyPkg == null) {
                // if no non-public proxy interfaces, use com.sun.proxy package
                proxyPkg = ReflectUtil.PROXY_PACKAGE + ".";
            }

            /*
             * Choose a name for the proxy class to generate.
             */
            long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement();
            String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;

            /*
             * Generate the specified proxy class.
             */
            byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(
                proxyName, interfaces, accessFlags);
            try {
                return defineClass0(loader, proxyName,
                                    proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);

前面都是一些验证，我们不用管，主要看下后面这几行，首先是定义代理类的名称proxyName,然后通过PrxoyGenerator.generateProxyClass生成字节码文件（生成字节码文件比较复杂，我们在此不做过多介绍了）然后通过defineClass0方法去加载这个类，使用的类加载器就是我们之前传入的哪个类，由此代理类就是生成了，但生成了后是怎么实例化的呢，我们继续分析：

之前我们刚进去的第一个方法，可以向上搜索：newProxyInstance中做了实例化，我们看下：

final Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams);

return cons.newInstance(new Object[]{h});

private static final Class[] constructorParams =
    { InvocationHandler.class };

这两个方法，首先，获取了带参数InvocationHandler类的构造器，然后通过构造器，往里看最后通过调用NativeConstructorAccessorImpl的本地方法实例化了这个类

讲解完了代理类的生成源码，我们一定想要看看代理类的代码是什么样的，下面提供一个生成代理类的方法供大家使用:

/**
 * 代理类的生成工具 
 * @author zyb
 * @since 2012-8-9 
 */
public class ProxyGeneratorUtils {

    /**
     * 把代理类的字节码写到硬盘上 
     * @param path 保存路径 
     */
    public static void writeProxyClassToHardDisk(String path) {
        // 第一种方法，这种方式在刚才分析ProxyGenerator时已经知道了  
        // System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", true);  

        // 第二种方法  

        // 获取代理类的字节码  
        byte[] classFile = ProxyGenerator.generateProxyClass("$Proxy11", UserServiceImpl.class.getInterfaces());

        FileOutputStream out = null;

        try {
            out = new FileOutputStream(path);
            out.write(classFile);
            out.flush();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                out.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}  

public static void main(String[] args) {

        ProxyGeneratorUtils.writeProxyClassToHardDisk("C:/x/$Proxy11.class");

此时就会在指定的C盘x文件夹下生成代理类的.class文件，我们看下反编译后的结果：

public final class $Proxy11 extends Proxy implements UserService {
    private static Method m1;
    private static Method m2;
    private static Method m3;
    private static Method m0;

    public $Proxy11(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 void add() throws  {
        try {
            super.h.invoke(this, m3, (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)).intValue();
        } catch (RuntimeException | Error var2) {
            throw var2;
        } catch (Throwable var3) {
            throw new UndeclaredThrowableException(var3);
        }
    }

    static {
        try {
            m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", Class.forName("java.lang.Object"));
            m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString");
            m3 = Class.forName("UserService").getMethod("add");
            m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode");
        } catch (NoSuchMethodException var2) {
            throw new NoSuchMethodError(var2.getMessage());
        } catch (ClassNotFoundException var3) {
            throw new NoClassDefFoundError(var3.getMessage());
        }
    }
}

equals,hashcode,toString都是Object的，先看构造方法，我们前面介绍过通过构造器实例化，传入的invocationHandler就是我们之前定义的MyInvocationHandler，所以add()方法会执行MyInvocationHandler的invoke()方法。