JAVA动态代理（JDK版本）

2022-06-15 00:40:59

1、摘要

在代理设计模式里，代理类扮演桥接使用方和实现方的角色。使用者通过代理类获得实现类的访问权限，并通过代理类定制执行业务逻辑前、后的处理流程。

2、背景

有时候你不想直接调用实现类的方法或者将实现类的方法"包装"到业务流程中。你很自然地想到采用"新增包含实现类引用的代理类"的方式。而静态代理和动态代理都可实现"代理模式"的需求。

3、原理阐述

静态代理和动态代理模式类图

图1

图2

图1、2分别是静态和动态代理的类图。基于对业务控制粒度控制的需求，ProxyActor是有必要的。如果直接在使用时实例化Abstractor，你的业务逻辑变得很分散，降低了代码可读性同时增大了维护成本。

当Abstractor类的方法持续增加，RealActor必须相应地增加实现方法，如果被代理的功能模块很多，代理代码量不可控。那我们自然会思考：有没有办法可以在Abstractor增加接口时自适应地兼容新增接口呢？

针对"自适应"的需求，无非是代理类要感知Abstractor新增接口。Java的反射机制为我们提供这种感知路径，我们可以通过反射获取接口申明的所有方法集合，从而实现"Abstractor增加接口时自适应地兼容新增接口"的需求。所以动态代理应运而生。

实现动态代理时我们需要解决的几个问题:

1、如何获取接口申明的方法信息 -> Class.getInterfaces()
2、如何抽象代理对象对实现类方法的调用过程 -> invoke()
3、如何在调用代理类方法时实现对委托对象方法的调用 -> newProxyInstance()

3.1 如何获取接口申明的方法信息

java的反射机制很好地解决了该问题。我们假设AbstractActor为委托类，则利用AbstractActor.class.getInterfaces()即可获取到方法信息。

3.2 如何抽象代理对象对实现类方法的调用过程

既然代理类调用委托类方法时需要动态感知接口方法以及入参，java.lang.reflect.InvocationHandler#invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)实现这层抽象逻辑。我们可以看出，invoke方法的语意为用哪些入参调用特定代理类的特定方法。

3.3 如何在调用代理类方法时实现对委托对象方法的调用

这是JDK版本动态代理最为核心的内容，这必须了解JDK动态代理的底层实现。我们先看下委托类AbstractActor:

/**
 * Created by fujianbo on 2018/5/20.
 *
 * @author fujianbo
 * @date 2018/05/20
 */
public interface AbstractActor {
    /**
     * 处理方法
     */
    void process();
}

代理对象是真正调用委托类方法的地方，生成的动态代理类要完成以下工作：

* 获取委托类方法信息并生成包含同名方法的代理类
* 利用java.lang.reflect.InvocationHandler#invoke实现调用委托类方法

而java.lang.reflect.Proxy#newProxyInstance的职责就是完成这两个任务。

3.3.1 获取委托类方法信息并生成包含同名方法的代理类

java.lang.reflect.Proxy#newProxyInstance源码里，通过调用以类加载器和接口列表为入参的getProxyClass0()方法，生成以下类似的代理类(仅供理解，并非真实动态代理类源码)：

public final class $Proxy1 extends Proxy implements AbstractActor {
    private InvocationHandler handler;
    private $Proxy1(){}
    public $Proxy1(InvocationHandler v){
        this.handler = handler;
    }
    
    public void process() {
        Method method = Subject.class.getMethod("process", new Class[]{int.class});
        return (Integer)handler.invoke(this, method, new Object[]);
    }
}

3.3.2 实现调用委托类方法

代理类的处理逻辑交给InvocationHandler处理，使用方实现java.lang.reflect.InvocationHandler#invoke方法，从而控制委托对象方法的调用过程。

newProxyInstance方法最后通过带参数的构造函数（入参为外部定义的InvocationHandler）创建代理对象，实现调用代理对象的任意方法都会执行InvocationHandler#invoke方法。

总结

静态代理

优点：代理类只需关心自身业务逻辑。
缺点
- 代理(ProxyActor)和委托类(BaseActor)实现相同的接口，仅仅为了调用代理类时，代码重复；若接口新增方法，代理和委托类都要修改。
- 委托类只服务同一类型的代理类(如ProxyActor -> BaseActor)，如果有多个代理类需要为每个代理类生成委托类，代码会无意义地膨胀。

动态代理

优点：相对于静态代理，接口所有申明的方法由invoke逻辑集中管理，多种代理的场景下无需再写委托类。
缺点：不能直接代理非接口的类，需借助CGLIB的Enhancer实现代理非接口的类(通过Enhancer的callback成员变量，实现对非接口类方法的调用)。

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