从静态代理到动态代理

2022-01-07 04:42:42

代理模式

代理模式是非常常见的设计模式，在功能增强方面使用的特别明显，例如数据库连接池会使用代理连接代理真实的物理连接，以达到close只是归还到池中而不是真实关闭的效果。

模式介绍

代理模式可以说是特别容易上手的一个模式，因为现实生活中就有很多的代理，理解起来相对是比较容易的。

图片描述

代理类实现了和实现类一样的接口
代理类依赖实现类
调用其实使用的是代理对象

模式优点和缺点

优点

当对现有功能增强的时候不需要修改已经实现的部分，只需要写代理类即可，满足了开闭原则。

缺点

当接口发生变化的时候，不但实现类要改动，代理类也要跟着改动。例如新增和修改了接口，代理类作为接口的实现类，也需要实现这些。

java的动态代理

动态代理的出现解决了模式的缺点

动态代理的简易展示

class TestInvocationHanlder implements InvocationHandler{
    ITest target;
    public TestInvocationHanlder(ITest target) {
        super();
        this.target = target;
    }
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("before");
        method.invoke(target, args);
        System.out.println("after");
        return null;
    }

    public static void main(String[] args) {
        
        TestInvocationHanlder hanlder =new TestInvocationHanlder(new TestImpl());
        ITest newProxyInstance = (ITest) Proxy.newProxyInstance(Main.class.getClassLoader(),new Class[]{ITest.class} , hanlder);
        newProxyInstance.hello();
    }

上面代码锁展示的部分就是一个动态代理的操作过程。
主要就是通过newProxyInstance产生代理对象。

InvocationHandler的作用

看了代码的人一个最大的疑问就是为什么调用的代码最后会走入到InvocationHandler的实现中去。
我们先来看看newProxyInstance是做了什么操作

    public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
                                          Class<?>[] interfaces,
                                          InvocationHandler h)
        throws IllegalArgumentException
    {
        final Class<?>[] intfs = interfaces.clone();
        Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);
            final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams);
            final InvocationHandler ih = h;
            return cons.newInstance(new Object[]{h});

    }

以上代码是去除了检验操作的部分，我们可以清晰的看到，这里是构造了一个cl的对象，并且把InvocationHandler 作为构造的参数传入的。

getProxyClass0是一个创造字节码并且类加载的过程。我们可以通过ProxyGenerator看到动态字节码生成后的结果。

        byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass("Proxy", new Class[] { ITest.class });
        Files.copy(new ByteArrayInputStream(proxyClassFile), Paths.get("F:\\code\\Proxy.class"));

使用如上代码，就可以生成一个名叫proxy的字节码文件

public final class Proxy extends java.lang.reflect.Proxy implements ITest
{
  private static Method m1;
  private static Method m3;
  private static Method m2;
  private static Method m0;
  
  public Proxy(InvocationHandler paramInvocationHandler)
  {
    super(paramInvocationHandler);
  }
  
  public final boolean equals(Object paramObject)
  {
      return ((Boolean)this.h.invoke(this, m1, new Object[] { paramObject })).booleanValue();
  }
  
  public final void hello()
  {
      this.h.invoke(this, m3, null);
      return;
  }
  
  public final String toString()
  {
      return (String)this.h.invoke(this, m2, null);
  }
  
  public final int hashCode()
  {
      return ((Integer)this.h.invoke(this, m0, null)).intValue();
  }
  
  static
  {
      m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] { Class.forName("java.lang.Object") });
      m3 = Class.forName("proxy.ITest").getMethod("hello", new Class[0]);
      m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);
      m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);

  }
}

以上也是省去了部分代码的结果，我们看到proyx是一个继承了reflect并且实现了我们的接口的类，他的构造参数就是InvocationHandler ，我们可以看到里面的方法，都是直接用InvocationHandler 的invoke来调用的，具体的方法，上面的声明的method就是具体方法调用时，就是调用invoke传入的参数。

动态代理流程

java直接生成了一个实现接口的字节码，对应我们的代理类，然后具体的流程必须我们编写invocationhandler来调用，代理类就是调用invocationhandler，以此达到动态的效果。

图片描述

真实运行起来的效果就是上面的类图，只不过这个proxy是动态生成代理类的过程，由于代理类是根据接口动态生成的，所以在接口变化的时候，只要是逻辑没变的情况下，动态代理是不需要修改代码的。

总结

动态代理的本质就是动态生成代理类，他解决了接口变化带来的代码变化，例如接口新增了方法a,那么不用修改代码，代理就可以做到对a的增强。但是他无法解决对部分方法做增强的问题，例如原来的方法a,b,c，是对a是用a逻辑增强，对b有b逻辑增强。这块逻辑都要写在invocationhanlder的invok方法里，当遇到这种情况，修改invocationhandler是必须的了。

码农公寓