JDK的动态代理机制

jdk的动态代理是基于接口的，必须实现了某一个或多个任意接口才可以被代理，并且只有这些接口中的方法会被代理。看了一下jdk带的动态代理api，发现没有例子实在是很容易走弯路，所以这里写一个加法器的简单示例。

// Adder.java

package test;

public interface Adder {
    int add( int a, int b);
}

// AdderImpl.java

package test;

public class AdderImpl implements Adder {
    @Override
    public int add( int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

现在我们有一个接口Adder以及一个实现了这个接口的类AdderImpl，写一个Test测试一下。

// Test.java

package test;

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Adder calc = new AdderImpl();
        int result = calc.add( 1 , 2 );
        System.out.println( "The result is " + result);
    }
}

很显然，控制台会输出：

The result is 3

然而现在我们需要在加法器使用之后记录一些信息以便测试，但AdderImpl的源代码不能更改，就像这样：

Proxy: invoke add() at 2009-12-16 17:18:06
The result is 3

动态代理可以很轻易地解决这个问题。我们只需要写一个自定义的调用处理器（实现接口java.lang.reflect.InvokationHandler），然后使用类java.lang.reflect.Proxy中的静态方法生成Adder的代理类，并把这个代理类当做原先的Adder使用就可以。

第一步：实现InvokationHandler，定义调用方法时应该执行的动作。

自定义一个类MyHandler实现接口java.lang.reflect.InvokationHandler，需要重写的方法只有一个：

// AdderHandler.java

package test;

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

class AdderHandler implements InvocationHandler {
    /**
     * @param proxy 接下来Proxy要为你生成的代理类的实例，注意，并不是我们new出来的AdderImpl
     * @param method 调用的方法的Method实例。如果调用了add()，那么就是add()的Method实例
     * @param args 调用方法时传入的参数。如果调用了add()，那么就是传入add()的参数
     * @return 使用代理后将作为调用方法后的返回值。如果调用了add()，那么就是调用add()后的返回值
     */
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
            throws Throwable {
        // ...
    }
}

使用代理后，这个方法将取代指定的所有接口中的所有方法的执行。在本例中，调用adder.add()方法时，实际执行的将是invoke()。所以为了有正确的结果，我们需要在invoke()方法中手动调用add()方法。再看看invoke()方法的参数，正好符合反射需要的所有条件，所以这时我们马上会想到这样做：

Object returnValue = method.invoke(proxy, args);

如果你真的这么做了，那么恭喜你，你掉入了jdk为你精心准备的圈套。proxy是jdk为你生成的代理类的实例，实际上就是使用代理之后adder引用所指向的对象。由于我们调用了adder.add(1, 2)，才使得invoke()执行，如果在invoke()中使用method.invoke(proxy, args)，那么又会使invoke()执行。没错，这是个死循环。然而，invoke()方法没有别的参数让我们使用了。最简单的解决方法就是，为MyHandler加入一个属性指向实际被代理的对象。所以，因为jdk的冷幽默，我们需要在自定义的Handler中加入以下这么一段：

// 被代理的对象
private Object target;

public AdderHandler(Object target) {
    this .target = target;
}

喜欢的话还可以加上getter/setter。接着，invoke()就可以这么用了：

// AdderHandler.java

package test;

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

class AdderHandler implements InvocationHandler {
    // 被代理的对象
    private Object target;

    public AdderHandler(Object target) {
        this .target = target;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
            throws Throwable {
        // 调用被代理对象的方法并得到返回值
        Object returnValue = method.invoke(target, args);
        // 调用方法前后都可以加入一些其他的逻辑
        System.out.println( "Proxy: invoke " + method.getName() + "() at " + new Date().toLocaleString());
        // 可以返回任何想要返回的值
        return returnValue;
    }
}

第二步：使用jdk提供的java.lang.reflect.Proxy生成代理对象。

使用newProxyInstance()方法就可以生成一个代理对象。把这个方法的签名拿出来：

/**
 * @param loader 类加载器，用于加载生成的代理类。
 * @param interfaces 需要代理的接口。这些接口的所有方法都会被代理。
 * @param h 第一步中我们建立的Handler类的实例。
 * @return 代理对象，实现了所有要代理的接口。
 */
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
          Class<?>[] interfaces,
          InvocationHandler h)
throws IllegalArgumentException

这个方法会做这样一件事情，他将把你要代理的全部接口用一个由代码动态生成的类类实现，所有的接口中的方法都重写为调用InvocationHandler.invoke()方法。这个类的代码类似于这样：

// 模拟Proxy生成的代理类，这个类是动态生成的，并没有对应的.java文件。

class AdderProxy extends Proxy implements Adder {
    protected AdderProxy(InvocationHandler h) {
        super (h);
    }

    @Override
    public int add( int a, int b) {
        try {
            Method m = Adder. class .getMethod( "add" , new Class[] { int . class , int . class });
            Object[] args = {a, b};
            return (Integer) h.invoke( this , m, args);
        } catch (Throwable e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

据api说，所有生成的代理类都是Proxy的子类。当然，生成的这个类的代码你是看不到的，而且Proxy里面也是调用sun.XXX包的api生成；一般情况下应该是直接生成了字节码。然后，使用你提供的ClassLoader将这个类加载并实例化一个对象作为代理返回。

看明白这个方法后，我们来改造一下main()方法。

// Test.java

package test;

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

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Adder calc = new AdderImpl();

        // 类加载器
        ClassLoader loader = Test. class .getClassLoader();
        // 需要代理的接口
        Class[] interfaces = {Adder. class };
        // 方法调用处理器，保存实际的AdderImpl的引用
        InvocationHandler h = new AdderHandler(calc);
        // 为calc加上代理
        calc = (Adder) Proxy.newProxyInstance(loader, interfaces, h);

        /* 什么？你说还有别的需求？ */
        // 另一个处理器，保存前处理器的引用
        // InvocationHandler h2 = new XXOOHandler(h);
        // 再加代理
        // calc = (Adder) Proxy.newProxyInstance(loader, interfaces, h2);

        int result = calc.add( 1 , 2 );
        System.out.println( "The result is " + result);
    }
}

输出结果会是什么呢？

Proxy: invoke add() at 2009-12-16 18:21:33
The result is 3

对比一下之前的结果，你会发现这点东西写了我一个多小时。再来看看JDK有多懒：

target完全可以在代理类中生成。
实际方法都需要手动调用，可见代理类中重写所有的方法都只有一句话：return xxx.invoke(ooo);

不过这么写也有他的理由，target自己管理，方法你爱调不调 ﹃_﹃；如果他调了，InvocationHandler接口中恐怕就需要两个方法了，还要判断返回、处理参数等等