Java 动态代理原理

代理模式

代理模式类图:

Java 动态代理原理_第1张图片

被代理类和代理类都实现同一个接口,通过在代理类对象中注入一个被代理对象,通过调用代理对象的方法,在其方法中间接调用被代理对象,从而实现代理的作用。

代理模式要点:

  • 代理和被代理类实现同一接口
  • 代理对象中持有被代理对象的实例

静态代理

静态代理就是代理模式的具体实现。首先定义一个接口

/**
 * 创建Person接口
 * @author Gonjan
 */
public interface Person {
    //上交班费
    void giveMoney();
}

接口的实现类,也是被代理类

public class Student implements Person {
    private String name;
    public Student(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    @Override
    public void giveMoney() {
       System.out.println(name + "上交班费50元");
    }
}

再定义一个代理类,同样实现接口:

/**
 * 学生代理类,也实现了Person接口,保存一个学生实体,这样既可以代理学生产生行为
 * @author Gonjan
 *
 */
public class StudentsProxy implements Person{
    //被代理的学生
    Student stu;
    
    public StudentsProxy(Person stu) {
        // 只代理学生对象
        if(stu.getClass() == Student.class) {
            this.stu = (Student)stu;
        }
    }
    
    //代理上交班费,调用被代理学生的上交班费行为
    public void giveMoney() {
        // 这里写增强代码
        stu.giveMoney();
    }
}

具体使用代理类:

public class StaticProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
        //被代理的学生张三,他的班费上交有代理对象monitor(班长)完成
        Person zhangsan = new Student("张三");
        
        //生成代理对象,并将张三传给代理对象
        Person monitor = new StudentsProxy(zhangsan);
        
        //班长代理上交班费
        monitor.giveMoney();
    }
}

为什么要有动态代理?

静态代理不足在于,增强代码只能对固定的某一个类起作用,如对 Student 类增强,那么就要编写针对 Student 类的接口 Person 的实现类,在实现类中编写增强代码。

如果增强代码是统计方法执行时间,那么就需要在各种各样不同的类的接口上,重复做上述的事情:编写实现类,类中实现接口方法,编写增强代码等。

而动态代理就是解决一套增强代码,用在各种不同类之上的方式。

动态代理 JDK 实现

如果被代理类有接口,则可以是要用 JDK 的方式。JDK 提供了一组编写动态代理的基类。

Person 类不变:

public interface Person {
    //上交班费
    void giveMoney();

    void hello();
}

编写 java.lang.reflect.InvocationHandler 接口的实现类,在这个接口中只有一个方法需要实现,就是 invoke 方法,在这个类中编写增强代码,未来代理功能就是通过调用这里实现的代理效果。

类中的泛型 T 已经证明这个代码可以用在不同的类上。

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

public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
    // invocationHandler持有的被代理对象
    T target;

    public MyInvocationHandler(T target) {
        this.target = target;
    }

    /**
     * proxy:代表动态代理对象
     * method:代表正在执行的方法
     * args:代表调用目标方法时传入的实参
     */
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("代理执行" +method.getName() + "方法");
        //代理过程中插入监测方法,计算该方法耗时
        MonitorUtil.start();
        Object result = method.invoke(target, args);
        result = method.invoke(target, args);
        result = method.invoke(target, args);
        MonitorUtil.finish(method.getName());
        System.out.println("------");
        return result;
    }
}

使用 java.lang.reflect.Proxy 根据 InvocationHandler 来生成动态代理类,接着调用动态代理类:

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

public class ProxyTest {
    public static void main(String[] args) {

        Person zhangsan = new Student("张三");

        // 把Person接口传给泛型T,表明这是一个针对Person接口的代理,并将被代理对象传入其中让其持有
        InvocationHandler stuHandler = new MyInvocationHandler(zhangsan);

        // 类加载器、代理需要实现的接口,可以有多个、方法调用的实际处理者
        // 这一步是为了生成动态代理类的对象
        // 类加载器为了能够找到指定的接口位置、需要代理的接口表示动态代理应该实现哪些接口,以及增强代码。
        Person stuProxy = (Person) Proxy.newProxyInstance(Person.class.getClassLoader(), new Class[]{Person.class}, stuHandler);

        // stuProxy.giveMoney();

        stuProxy.hello();
        stuProxy.hello();
        stuProxy.hello();

        // 同一套增强代码,替换不同的泛型 T ,实现增强不同的类
        Dog dog = new Dog("小白");

        MyInvocationHandler dogHandler = new MyInvocationHandler(dog);

        Animal dogProxy = (Animal) Proxy.newProxyInstance(Animal.class.getClassLoader(), new Class[]{Animal.class}, dogHandler);
        dogProxy.woo();
    }
}

动态代理 CGLib 实现

JDK 动态代理是基于接口的,要求被代理类需要实现接口。如果其没有接口,可以使用 CGLib 方式,这种方式基于继承。

一个具体类,也就是被代理类:

public class HelloConcrete {
    public String sayHello(String str) {
        return "HelloConcrete: " + str;
    }
}

编写实现了 org.springframework.cglib.proxy.MethodInterceptor 接口的类,是一个方法拦截器类,即拦截被代理方法,在其中做增强:

import org.springframework.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import org.springframework.cglib.proxy.MethodProxy;

import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Arrays;

class MyMethodInterceptor implements MethodInterceptor {
    @Override
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
        System.out.println("拦截方法输出: You said: " + Arrays.toString(args));
        return proxy.invokeSuper(obj, args);
    }
}

使用 org.springframework.cglib.proxy.Enhancer 基于被代理类构造出代理对象

import org.springframework.cglib.proxy.Enhancer;

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) {
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(HelloConcrete.class);
        enhancer.setCallback(new MyMethodInterceptor());

        HelloConcrete hello = (HelloConcrete)enhancer.create();
        System.out.println(hello.sayHello("I love you!"));

    }
}

enhancer 对象的创建和使用跟前面 Proxy.newProxyInstance 的目的是一样的。

参考:

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