Java动态代理分析 (含静态代理)

代理模式:为其他对象提供一种代理以控制某个对象的访问。用在:在某些情况下,一个客户不想或者不能直接访问另一个对象,而代理对象可以在客户端和目标对象之前起到中介的作用,代理对象还可以完成它附加的操作。

 

例子:就像房东、租客、中介的关系。中介(代理对象)为房东(真实对象)出租房子,租客(客户)通过中介(代理对象)来找房子租房子,中介完成了租房以后可以收取中介费(附加操作)。

 

先看看静态代理模式,通过上面对代理模式的理解,可以了解到代理模式:即不直接通过new一个真实对象来调用方法,而是通过代理对象来调用一个方法,所以代理对象包含真实对象的引用。下面看一下代码

接口:Subject包含一个方法

1 package com.example.designpattern.proxy;
2 
3 public interface Subject {
4 void request();
5 }

RealSubject类,实现了Subject接口,为了简单起见,方法简单的输出一句话:

1 package com.example.designpattern.proxy;
2 
3 public class RealSubject implements Subject {
4 //真是角色实现了
5 public void request() {
6 System.out.println("From real subject");
7 }
8 }

 

代理类ProxySubject,也要实现Subject接口,实现Subject里面的方法,但是在这里里面是通过调用真实对象来实现的。

 1 package com.example.designpattern.proxy;
 2 
 3 public class ProxySubject implements Subject {
 4 
 5 private RealSubject realSubject; //代理角色内部引用了真实角色
 6 
 7 //代理角色实现目标动作
 8 public void request() {
 9 
10 this.preRequest(); //在真实角色操作之前所附加的操作
11 if (realSubject == null){
12 realSubject = new RealSubject();
13 }
14 realSubject.request(); // 真实角色所完成的事情
15 this.afterRequet(); //在真实角色操作之后附加的操作
16 }
17 //代理角色之前完成的动作
18 private void preRequest(){
19 System.out.println("pre request");
20 }
21 //代理角色之后完成的动作
22 private void afterRequet(){
23 System.out.println("after request");
24 }
25 }

客户调用者

package com.example.designpattern.proxy;

public class Client {
public static void main(String[] args) {
ProxySubject proxy = new ProxySubject();
//通过代理对象来调用方法
proxy.request(); 
}
}

 

静态代理:
可以运行一下这些代码哦, 可以在Client类中看到,是通过代理ProxySubject的对象proxy来调用方法的,在代理类ProxySubject中,有一个真实对象的引用,在代理对象的中request()方法调用了真实对象的方法。这样的模式叫做代理模式。

优点是:
1. 代理模式能将代理对象与真实对象被调用的目标对象分离。
2. 一定程度上降低了系统的耦合度,扩展性好。

代理类中包含了对真实主题的引用,这样做也有缺点
1. 真实对象与代理类一一对应,增加真实类也要增加代理类,这样做会快速的增加类的数量,使得系统变得复杂。
2. 设计代理以前真实主题必须事先存在,不太灵活。


采用动态代理可以解决以上问题,动态代理是相对于静态代理来说的。

可能你也会说怎么样实现动态创建实例,以前我们创建实例不都是通过new 的方式来实现的吗?

//如下
Hello hi = new Hello();

那么动态创建实例是由Java提供的功能,就不需要我们去new 对象,他已经定义好了静态方法Proxy.newProxyInstance(),只要传入参数调用就可以。Java文档里面有哦,如图:

 Java动态代理分析 (含静态代理)

Java标准库提供了一种动态代理(DynamicProxy)的机制:可以在运行期动态创建某个interface的实例。
参数解释:

1 Proxy.newProxyInstance(
2 ClassLoader loader, // 传入ClassLoader
3 Class<?>[] interfaces, // 传入要调用的接口的方法数组
4 InvocationHandler h); //传入InvocationHandler 的实例


下面看一下动态代理例子代码:
Subject 接口

package design.dynamicproxy;

public interface Subject {
void request(String str);
}

 

RealSubject类 实现 Subject 接口

1 package design.dynamicproxy;
2 
3 public class RealSubject implements Subject {
4 @Override
5 public void request(String str) {
6 System.out.println("From Real Subject!" + " args:" + str );
7 }
8 }

 

动态代理类DynamicSubject 实现了InvocationHandler,重写invoke()方法

 1 package design.dynamicproxy;
 2 
 3 import java.lang.reflect.InvocationHandler;
 4 import java.lang.reflect.Method;
 5 
 6 /**
 7 * 该代理类的内部属性时Object类型,实际使用时,使用该类的构造方法传递一个对象
 8 * 此外该类还实现了invoke() 方法,该方法中的method.invoke() 其实就是要调用被代理对象的要执行的方法
 9 * 方法参数是object,表示该方法从属于object对象,通过动态代理类,我们可以在执行真是对象的
10 * 方法前后可以加入一些额外的方法
11 */
12 public class DynamicSubject implements InvocationHandler {
13 
14 //引入的类型是Object的,可以随便传入任何一个对象
15 private Object object;
16 
17 public DynamicSubject(Object object){
18 this.object = object;
19 }
20 
21 @Override
22 public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
23 System.out.println("before calling:" + method);
24 //等价于realSubject的request() 方法,如果这里不调用的话,不会调用Method 对象中的方法
25 method.invoke(object, args);
26 System.out.println("after calling:" + method);
27 return null;
28 }
29 }

 

Client类

 1 package design.dynamicproxy;
 2 
 3 import java.lang.reflect.InvocationHandler;
 4 import java.lang.reflect.Proxy;
 5 
 6 public class Client {
 7 
 8 public static void main(String[] args) {
 9 RealSubject realSubject = new RealSubject();
10 InvocationHandler handler = new DynamicSubject(realSubject);
11 Class<?> classType = handler.getClass();
12 //下面的代码一次性生成代理
13 // 动态生成了class com.sun.proxy.$Proxy0 的实例,
14 Subject subject = (Subject) Proxy.newProxyInstance(classType.getClassLoader(), realSubject.getClass().getInterfaces(),handler);
15 subject.request("eather");
16 System.out.println(subject.getClass()); //输出class com.sun.proxy.$Proxy0,可以看到Proxy.newProxyInstance() 是系统自动生成的实例
17 }
18 }

 

在Client中可以看到,我们这里调用方法的是 subject.request("eather"); 这个对象subject 不是通过new DynamicSubject()生成的,而是Java内部写好的方法在运行时动态生成对象;可能有人说

InvocationHandler handler = new DynamicSubject(realSubject);


这里不是通过new new DynamicSubject(realSubject); 生成了一个对象吗? 是的,但是它是InvocationHandler 类型的,主要是传递一个InvocationHandler类型参数给Proxy.newProxyInstance(); 即最后一个参数。通过Client类的最后一句输出可以看到它是 class com.sun.proxy.$Proxy0 ,这是Java运行时生成的。

解决了静态代理的难题:1. 真实对象与代理类一一对应,增加真实类也要增加代理类,这样做会快速的增加类的数量,使得系统变得复杂。 为什么这么说呢, 因为代理类引用的类型是Object的,可以随便传入任何一个对象,当真实类增加时,代理类不用增加,new DynamicSubject(object); new的时候把要传入的对象传进去即可。

下面是Proxy.newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h); 这个方法的源码啦,可以看看,深入了解一下

 1 public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
 2 Class<?>[] interfaces,
 3 InvocationHandler h)
 4 throws IllegalArgumentException
 5 {
 6 Objects.requireNonNull(h);
 7 
 8 final Class<?>[] intfs = interfaces.clone();
 9 final SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
10 if (sm != null) {
11 checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs);
12 }
13 
14 /*
15 * Look up or generate the designated proxy class.
16 生成一个代理类对象
17 */
18 Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);
19 
20 /*
21 * Invoke its constructor with the designated invocation handler.
22 使用指定的调用处理程序调用其构造函数。就是使用InvocationHandler 实例调用【要调用方法的那个类】的构造方法
23 */
24 try {
25 if (sm != null) {
26 checkNewProxyPermission(Reflection.getCallerClass(), cl);
27 }
28 
29 final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams);
30 final InvocationHandler ih = h;
31 if (!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) {
32 AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {
33 public Void run() {
34 cons.setAccessible(true);
35 return null;
36 }
37 });
38 }
39 return cons.newInstance(new Object[]{h});
40 } catch (IllegalAccessException|InstantiationException e) {
41 throw new InternalError(e.toString(), e);
42 } catch (InvocationTargetException e) {
43 Throwable t = e.getCause();
44 if (t instanceof RuntimeException) {
45 throw (RuntimeException) t;
46 } else {
47 throw new InternalError(t.toString(), t);
48 }
49 } catch (NoSuchMethodException e) {
50 throw new InternalError(e.toString(), e);
51 }
52 }

 

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