JDK Proxy 代理源码分析
过程说明：动态生成目标接口的 Class 代理类，这个代理类是实现了接口中的所有方法。然后再把此class加载到内存中。调用代理类方法的时候代理类去调用实际对象方法。
1. 分析生产的过程
Proxy#newProxyInstance 中的代码就描述上面说的过程，
- 生成代理类 class 对象
- 构建代理类实例
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h) throws IllegalArgumentException {
...
//依据接口生产代理对象的 class 对象
Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);
...
//生成代理对象实例
final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams);
final InvocationHandler ih = h;
if (!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) {
AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {
public Void run() {
cons.setAccessible(true);
return null;
}
});
}
return cons.newInstance(new Object[]{
h});
...
}
其中核心的代码生成 getProxyClass0(loader, intfs)，此方法里面只需要关注 proxyClassCache（WeakCache类） 这个成员变量。此类是用于缓存代理对象的。
/**
* a cache of proxy classes
*/
private static final WeakCache[], Class>
proxyClassCache = new WeakCache<>(new KeyFactory(), new ProxyClassFactory());
构建 proxyClassCache 有2个参数，其中关键的是 ProxyClassFactory ①
WeakCache#get 方法是核心方法，这里是构建并且缓存对象。
public V get(K key, P parameter) {
...
//关键
while (true) {
if (supplier != null) {
// supplier might be a Factory or a CacheValue instance
// 这里已经说明白了，第一次的话都是 Factory 提供的实例
V value = supplier.get();
if (value != null) {
return value;
}
}
// 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) {
//关键在此处，构建完成 Factory 后，我们关注一下 Factory 的实现
factory = new Factory(key, parameter, subKey, valuesMap);
}
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);
}
}
}
...
}
下面来到 Factory#get 方法中，其实核心就是 valueFactory.apply(key, parameter)，其实就是调用了 ProxyClassFactory ①
private final class Factory implements Supplier<V> {
@Override
public synchronized V get() {
...
// serialize access
// create new value
V value = null;
try {
//核心就是 valueFactory.apply(key, parameter)，其实就是调用了 ProxyClassFactory ①
value = Objects.requireNonNull(valueFactory.apply(key, parameter));
} finally {
if (value == null) {
// remove us on failure
valuesMap.remove(subKey, this);
}
}
...
return value;
}
}
现在我们目光回到 ProxyClassFactory#apply 方法
public Class<?> apply(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces) {
//这里就生产了代理类的字节码流
byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(proxyName, interfaces, accessFlags);
try {
return defineClass0(loader, proxyName, proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);
} catch (ClassFormatError e) {
/*
* A ClassFormatError here means that (barring bugs in the
* proxy class generation code) there was some other
* invalid aspect of the arguments supplied to the proxy
* class creation (such as virtual machine limitations
* exceeded).
*/
throw new IllegalArgumentException(e.toString());
}
}
也就是说，我们也可以手动去调用 ProxyGenerator#generateProxyClass 去生成我们的字节码。
1.1 小结
通过以上的分析，其实JDK动态代理核心就是 ProxyGenerator#generateProxyClass，更多的旁枝末节更多是辅助性的，比如缓存等。
2. 如何实现对目标方法的调用
我们回顾一下动态代理是如何使用的，
//调用生成代理类，其中关键需要传入interfaces和InvocationHandler。
Proxy.newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)
其中 InvocationHandler 我们会这样实现
// 其中我们会实现这个方法，在这个方法里面调用实际的代理对象
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable{
//前置逻辑
Object obj = method.invoke(被代理的对象实例，args);
//后置逻辑
return obj;
}
2.1 解析生成的代理类
了解完成后如何调用，我们看一下生成的 class 反编译看看。
我们定义一个接口 ICar
public interface ICar {
void start();
void run();
void stop();
}
通过动态代理生成的 class
import fun.lsof.javacore.proxy.dynamic.ICar;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException;
public final class Proxy1 extends Proxy implements ICar {
// 拥有具体对象的方法对象
private static Method m1;
private static Method m3;
private static Method m2;
private static Method m5;
private static Method m4;
private static Method m0;
// 默认构造函数需要传入 InvocationHandler
public Proxy1(InvocationHandler paramInvocationHandler) {
super(paramInvocationHandler);
}
// 实现的方法
public final void start() {
try {
this.h.invoke(this, m4, null);
return;
} catch (Error | RuntimeException localError) {
throw localError;
} catch (Throwable localThrowable) {
throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
}
// 实现的方法
public final void run() {
try {
this.h.invoke(this, m3, null);
return;
} catch (Error | RuntimeException localError) {
throw localError;
} catch (Throwable localThrowable) {
throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
}
// 实现的方法
public final void stop() {
try {
this.h.invoke(this, m5, null);
return;
} catch (Error | RuntimeException localError) {
throw localError;
} catch (Throwable localThrowable) {
throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
}
// 初始化全局变量中的方法，通过反射拿到Method对象
static {
try {
m3 = Class.forName("fun.lsof.javacore.proxy.dynamic.ICar").getMethod("run", new Class[0]);
m5 = Class.forName("fun.lsof.javacore.proxy.dynamic.ICar").getMethod("stop", new Class[0]);
m4 = Class.forName("fun.lsof.javacore.proxy.dynamic.ICar").getMethod("start", new Class[0]);
m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);
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]);
return;
} catch (NoSuchMethodException localNoSuchMethodException) {
throw new NoSuchMethodError(localNoSuchMethodException.getMessage());
} catch (ClassNotFoundException localClassNotFoundException) {
throw new NoClassDefFoundError(localClassNotFoundException.getMessage());
}
}
public final boolean equals(Object paramObject) {
...
}
public final int hashCode() {
...
}
public final String toString() {
...
}
}
看到以上自动生成的代码，Proxy1 初始化的时候，就会加载静态函数，其中静态代码块中是枚举了所有接口（ICar）中类的方法。拥有接口中的方法是为了反射可以调用。再看到 start、run、stop 方法，每个方法都回调了 InvocationHandler#invoke方法。从而达到对方法的前后增强
// 提供具体代理的对象 proxy、代理方法的 method、代理方法的参数 args
invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
不依靠Proxy来实现动态代理实现方法：https://github.com/JerryDai90/java-case/tree/master/java-core/proxy/src/main/java/fun/lsof/javacore/proxy/dynamic
3. 总结
其实 JDK 的动态代理就是动态生成字节码而已，然后再使用反射技术对接口中的方法进行引用。通过反射即可调用被代理对象的方法。从而达到代理的目的。
4. 扩展
高仿一个 ProxyFactory，Github：https://github.com/JerryDai90/java-case/tree/master/java-core/proxy/src/main/java/fun/lsof/javacore/proxy/dynamic/aop