为了弄懂Retrofit源码系列文章——Java动态代理到底是怎么回事
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自己的接口怎么Duang~的一下就可以跑起来了？？？
上一次我们已经分析了Java的ClassLoader，相信大家已经对类的加载机制有了一定的了解，一些比较重要的概念包括：类加载器的工作流程，如何控制类的加载过程（Android热修复原理），以及类加载过程中的双亲委派是怎么回事。
其实说到底，Java的动态代理类还是在运行时帮我们生成了一个实现了接口的类，这个类就是代理类，然后通过这个代理类去做一些invoke中指定的事，相当于编写代理类的这个过程由Java虚拟机来帮你做了，可以让你把精力都集中于业务的实现，及大的解放了生产力。
现在，暂时让我们先抛开Retrofit中的动态代理，自己撸一个动态代理的小demo来做个测试。
代码我已经上传到Github上了，大家可以clone下来体验一下这个生成的过程，对理解Java动态代理非常有用。
GitHubDemo
在这里贴一下代码：
public interface human {
void eat();
void run();
}
public class Tom implements human{
public Tom(){}
@Override
public void eat() {
System.out.println("humanImpl eating");
}
@Override
public void run() {
System.out.println("humanImpl running");
}
}
public class CSHTest {
public static void main(String[] args) {
//能不能在本地看见$Proxy.class主要就是这句，可以在自己的项目中加上这句话 System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles","true");
human human = new Tom();
human human1 = (human) Proxy.newProxyInstance(human.getClass().getClassLoader(), human.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandler() {
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
return method.invoke(human, null);
}
});
human1.run();
System.out.println("$Proxy0.class全名: "+Proxy.getProxyClass(human.class.getClassLoader(), human.class));
}
}
通过代码大家可以看到，Tom类实现了human接口中的方法，并且通过将human接口传入Proxy.newProxyInstance来实现了动态代理类的生成，最后通过调用动态代理对象方法，实现了动态代理的效果。
相信大家也看到了，在main函数的第一行，强制让生成的代理类进行展示，那么这个代理类在哪呢？
大家可以在自己的电脑上试一下，就像我代码里写的那样，强制让代理类进行显示，然后在电脑上搜索一下：$Proxy.class这个文件。
如果已经能够在你的硬盘上看到这个文件，可以把它删掉，再跑一下程序试试。
我的是在这里：
这个就是由虚拟机在运行时帮我们生成的代理类。
那这个类里面长什么样呢？
public final class $Proxy0 extends Proxy implements human {
private static Method m1;
private static Method m3;
private static Method m4;
private static Method m2;
private static Method m0;
public $Proxy0(InvocationHandler var1) throws {
super(var1);
}
public final boolean equals(Object var1) throws {
try {
return (Boolean)super.h.invoke(this, m1, new Object[]{var1});
} catch (RuntimeException | Error var3) {
throw var3;
} catch (Throwable var4) {
throw new UndeclaredThrowableException(var4);
}
}
public final void run() throws {
try {
super.h.invoke(this, m3, (Object[])null);
} catch (RuntimeException | Error var2) {
throw var2;
} catch (Throwable var3) {
throw new UndeclaredThrowableException(var3);
}
}
public final void eat() throws {
try {
super.h.invoke(this, m4, (Object[])null);
} catch (RuntimeException | Error var2) {
throw var2;
} catch (Throwable var3) {
throw new UndeclaredThrowableException(var3);
}
}
public final String toString() throws {
try {
return (String)super.h.invoke(this, m2, (Object[])null);
} catch (RuntimeException | Error var2) {
throw var2;
} catch (Throwable var3) {
throw new UndeclaredThrowableException(var3);
}
}
public final int hashCode() throws {
try {
return (Integer)super.h.invoke(this, m0, (Object[])null);
} catch (RuntimeException | Error var2) {
throw var2;
} catch (Throwable var3) {
throw new UndeclaredThrowableException(var3);
}
}
static {
try {
m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", Class.forName("java.lang.Object"));
m3 = Class.forName("human").getMethod("run");
m4 = Class.forName("human").getMethod("eat");
m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString");
m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode");
} catch (NoSuchMethodException var2) {
throw new NoSuchMethodError(var2.getMessage());
} catch (ClassNotFoundException var3) {
throw new NoClassDefFoundError(var3.getMessage());
}
}
}
可以看到，在$Proxy0的构造函数中传入了InvokeHandler，没错，就是我们在Proxy.newProxyInstance中创建的new InvokeHandler()。然后在他的静态方法区里面，通过反射的方式，得到了我们在接口中定义的方法，并作为参数进行了向下传递。
最后我们还能看到，这个类继承了我们写的接口，human，并且实现了里面的方法，在方法实现里
super.h.invoke(this, m3, (Object[])null);能够看到，它通过父类Proxy来invoke了InvokeHandler中的invoke方法,也就相当于帮我们做了一次传统意义上的静态代理.
怎么样，是不是感觉很神奇？
好了，这就是一个简单的动态代理测试，接下来，让我们深入源码，来看看这个动态代理到底是如何工作的，以及动态代理类是如何生成的。
以下代码基于原生Java 1.8展示
让我们通过newProxyInstance来开启源码之路：
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class[] interfaces,
InvocationHandler h)
throws IllegalArgumentException
{
Objects.requireNonNull(h);
final Class[] intfs = interfaces.clone();//1
。。。
/*
* Look up or generate the designated proxy class.
*/
Class cl = getProxyClass0(loader, intfs);//2
/*
* Invoke its constructor with the designated invocation handler.
*/
try {
。。。
final Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams);
final InvocationHandler ih = h;
。。。
return cons.newInstance(new Object[]{h});
}
。。。}通过源码可以看到，在newProxyInstance里面先是做了一把判空校验，然后通过clone方法拿到了接口的深度拷贝。并将它传到了getProxyClass0的方法里。
在getProxyClass0方法里又调用了proxyClassCache.get(loader, interfaces)方法。
//WeakCache.java
public V get(K key, P parameter) {
Objects.requireNonNull(parameter);
。。。
// create subKey and retrieve the possible Supplier stored by that
// subKey from valuesMap
Object subKey = Objects.requireNonNull(subKeyFactory.apply(key, parameter));//1
Supplier supplier = valuesMap.get(subKey);
Factory factory = null;
while (true) {
if (supplier != null) {
// supplier might be a Factory or a CacheValue instance
V value = supplier.get();
if (value != null) {
return value;//2
}
}
// else no supplier in cache
// or a supplier that returned null (could be a cleared CacheValue
// or a Factory that wasn't successful in installing the CacheValue)
// lazily construct a Factory
if (factory == null) {
factory = new Factory(key, parameter, subKey, valuesMap);
}
//3
if (supplier == null) {
supplier = valuesMap.putIfAbsent(subKey, factory);
if (supplier == null) {
// successfully installed Factory
supplier = factory;
}
// else retry with winning supplier
} else {
if (valuesMap.replace(subKey, supplier, factory)) {
// successfully replaced
// cleared CacheEntry / unsuccessful Factory
// with our Factory
supplier = factory;
} else {
// retry with current supplier
supplier = valuesMap.get(subKey);
}
}
}
}
在代码中注释为1的位置我们可以看到,通过subKeyFactory.apply方法拿到了一个subkey对象，并最终通过while循环的supplier.get方法得到了代理类对象，进行了返回。
到这里，核心的问题也就变成了subKeyFactory.apply(key, parameter)到底做了些什么，让我们进入apply方法来一探究竟：
subKeyFactory本身是一个BiFunction接口，通过查看其实现类，我们能够看到如下的几个实现类：
在这里，我们就进入运行时的实现类：ProxyClassFactory来看看。
@Override
public Class apply(ClassLoader loader, Class[] interfaces) {
。。。
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) {
}
。。。
String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;
try {
return defineClass0(loader, proxyName,
proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);
}
/*
* Generate the specified proxy class.
*/
byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(
proxyName, interfaces, accessFlags);
。。。
}
}
这里我帮大家隐去了一些非核心代码，我们来重点关注两个地方：
- proxyName：看着它的定义方式，是不是有几分似曾相识的感觉？没错，我们的$Proxy0.java文件名就是从这里生成的，现在已经非常接近真相了。
- defineClass0：这里就是生成我们$Proxy0.java的地方，它是一个Native方法，也就是说后续的生成文件操作就是由C++部分来完成的。当然，这都不重要，重要的是我们现在已经知道$Proxy0.java文件到底是怎么得来的，这就足够了。
经过了上面一系列逻辑的流转调用后，从newProxyInstance里面我们就得到java为我们生成的代理类了。
现在，让我们回过头来看看，invoke方法到底是怎么被调用的，这里我截取了一个方法来举例，实现的道理都是想通的。
public final void run() throws {
try {
super.h.invoke(this, m3, (Object[])null);
} catch (RuntimeException | Error var2) {
throw var2;
} catch (Throwable var3) {
throw new UndeclaredThrowableException(var3);
}
}在这里我们能够看到，当我们从外部调用Java为我们生成的代理类方法时，他的内部其实是调用了我们事先在InvokeHandler里面定义好了的invoke方法。可以看到，从invoke方法这边传过去的参数不论是类型和数量都是和InvokeHandler一致的。
那么问题来了，这几个参数代表的意义是什么
new InvocationHandler() {
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
return method.invoke(human, null);
}
}从定义处我们能够看到，传进来的值分别是，当前的代理类，当前的代理方法和代理方法所需的参数。然后当我们执行invoke方法的时候，就可以通过调用method的invoke方法，拿到代理方法的返回值了。
通过以上的分析我们可以看到，其实Java的动态代理与我们传统方式的静态代理，区别就在于“手动”和“自动”的区别，有了Proxy.newProxyInstance的加持，可以让我们舍弃传统方式大量的代理类编写，专注于业务与功能的实现，提升了开发效率。