java中動態代理實現機制

前言：

　　代理模式是常用的java設計模式，它的特征是代理類與委托類有同樣的接口，代理類主要負責為委托類預處理消息、過濾消息、把消息轉發給委托類，以及事后處理消息等。代理類與委托類之間通常會存在關聯關系，一個代理類的對象與一個委托類的對象關聯，代理類的對象本身并不真正實現服務，而是通過調用委托類的對象的相關方法，來提供特定的服務。?

JAVA各種動態代理實現的比較

接口

interface AddInterface{int add(int a, int b);
}interface SubInterface{int sub(int a, int b);
}

實現類

class Arithmetic implements AddInterface, SubInterface{@Overridepublic int sub(int a, int b) {return a-b;}@Overridepublic int add(int a, int b) {return a+b;}
}

方式1: JDK自帶的動態代理

實現方式

　　Java在JDK1.3后引入的動態代理機制，使我們可以在運行期動態的創建代理類。使用動態代理實現AOP需要有四個角色：被代理的類，被代理類的接口，織入器，和InvocationHandler，而織入器使用接口反射機制生成一個代理類，然后在這個代理類中織入代碼。被代理的類是AOP里所說的目標，InvocationHandler是切面，它包含了Advice和Pointcut。?

InvocationHandler接口的實現

class JdkDPQueryHandler implements InvocationHandler{private Arithmetic real;public JdkDPQueryHandler(Arithmetic real){this.real = real;}@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {String methodName = method.getName();System.out.println(method);System.out.println("the method: " + methodName + "開始, 參數: "+Arrays.asList(args));Object result = method.invoke(real, args);System.out.println("the method: "+methodName+"結束, 結果: " + result);return result;}
}

創建代理類并且調用代理類

public class Main{private static int a = 4, b = 2;public static Object createJDKProxy(Arithmetic real){Object proxyArithmetic = Proxy.newProxyInstance(real.getClass().getClassLoader(),real.getClass().getInterfaces(), new JdkDPQueryHandler(real)); return proxyArithmetic;}public static void main(String[] args){Arithmetic real = new Arithmetic();Object proxyArithmetic = createJDKProxy(real);((AddInterface)proxyArithmetic).add(a, b);((SubInterface)proxyArithmetic).sub(a, b);}
}

方式2：動態字節碼生成（cglib）

實現方式

Enhancer和MethodInterceptor。Enhancer可以用來動態的生成一個類，這個類可以繼承指定的一個類，實現指定的一些接口。同時,Enhancer在生成一個類之前需要指定一個Callback，當類方法調用時，方法的執行被分配給這個Callback，MethodInterceptor是一個使用比較多的繼承自Callback的接口，它只有一個方法聲明。

接口InvocationHandler（jdk中）和接口MethodInterceptor（cglib中）對比

public interface MethodInterceptor extends Callback  {  public Object intercept(Object obj, java.lang.reflect.Method method, Object[] args,MethodProxy proxy) throws Throwable;  
}  
public interface InvocationHandler {  public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable;  
}
從參數構成上，methodInterceptor的輸入參數比Invocationhandler多1個，其實前3個參數對象的含義與Invocationhandler的含義是相同的。
第一個參數表示調用方法來自哪個對象；
第二個參數表示調用方法的Method對象；
第三個參數表示此次調用的輸入參數列表；
多出來的參數是MethodProxy 類型的，它應該是cglib生成用來代替Method對象的一個對象，使用MethodProxy比調用JDK自身的Method直接執行方法效率會有提升。

實現1

　　MethodInterceptor接口的實現

class CglibDPQueryInterceptor implements MethodInterceptor{private Arithmetic real;public CglibDPQueryInterceptor(Arithmetic real){this.real = real;}@Overridepublic Object intercept(Object target, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {String methodName = method.getName();System.out.println(method);System.out.println("the method: " + methodName + "開始, 參數: "+Arrays.asList(args));//Object result = method.invoke(real, args);//兩種方式都是可以得Object result = proxy.invoke(real, args);System.out.println("the method: "+methodName+"結束, 結果: " + result);return result;}
}

　　創建代理類并調用代理類

public class Main{private static int a = 4, b = 2;public static Object createCglibProxy(Arithmetic real){Enhancer enhancer = new Enhancer();enhancer.setCallback(new CglibDPQueryInterceptor(real));enhancer.setInterfaces(real.getClass().getInterfaces());return enhancer.create();}public static void main(String[] args){Arithmetic real = new Arithmetic();      Object proxyArithmetic = createCglibProxy(real);        ((AddInterface)proxyArithmetic).add(a, b);((SubInterface)proxyArithmetic).sub(a, b);}
}

?　　注意了，MethodProxy在對執行函數的時候，提供了2個方法

public Object invoke (Object obj, Object[] args) throws Throwable  
public Object invokeSuper(Object obj, Object[] args) throws Throwable

　　其中，javadoc上說這個invoke()方法可以用于相同類中的其他對象的方法執行，也就是說這個方法中的obj需要傳入相同一個類的另一個對象（上述方法中就是傳入了Arithmetic類的不同對象），否則會進入無限遞歸循環（測試之后還真是出現了StackOverflowError）。仔細的想一想就會發現，public Object intercept(Object target, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy)中的target是實現的代理類對象，通過target調用add()方法時會觸發intercept()方法被調用，如果在intercept()方法中再調用method.invoke(target， args)，就相當于add()方法中又調用add()方法，導致無限的遞歸循環。但是如果執行method.invoke(real， args)則不會，因為real和target是同一個類不同對象，real是真實邏輯主題，target是真實主題real的代理。

　　下面一個例子來模擬一下：

interface SolveInterface{void solve();
}class Real implements SolveInterface{public void solve(){System.out.println("Real Solve!");}
}class Target extends Real{private Object obj;public void setObject(Object obj){this.obj = obj;}private void invoke(){try {Method method = SolveInterface.class.getMethod("solve", new Class[]{});method.invoke(obj, new Class[]{});} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}public void solve(){System.out.println("Target Solve!");invoke();}
}

　　

public class Main{public static void main(String[] args) throws Exception{     Target target = new Target();target.setObject(new Real());//正確
        //target.setObject(target);//發生循環調用target.solve();}
}

　　其實Method的invoke()方法會根據obj的類型去調用對應的solve()方法，也就是多態性。

實現2

　　MethodInterceptor接口的實現

class CglibDPQueryInterceptor implements MethodInterceptor{@Overridepublic Object intercept(Object target, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {String methodName = method.getName();System.out.println(method);System.out.println("the method: " + methodName + "開始, 參數: "+Arrays.asList(args));//  打印類信息 ：target.getClass()；省略Object result = proxy.invokeSuper(target, args);System.out.println("the method: "+methodName+"結束, 結果: " + result);return result;}
}

　　創建代理類并調用代理類

public class Main{private static int a = 4, b = 2;
public static Object createCglibProxy(){Enhancer enhancer = new Enhancer();enhancer.setCallback(new CglibDPQueryInterceptor());enhancer.setSuperclass(Arithmetic.class);return enhancer.create();}public static void main(String[] args){Arithmetic real = new Arithmetic();
Object proxyArithmetic = createCglibProxy();((AddInterface)proxyArithmetic).add(a, b);((SubInterface)proxyArithmetic).sub(a, b);}
}

　　注意了，實現2中Enhancer 沒有設置接口，因為設置了Superclass了（也就是代理類的父類是Arithmetic），我們的代理類會繼承它，而Arithmetic已經實現了我們的接口。為了證明這一點，可以在MethodInterceptor的?intercept方法中打印?target.getClass()的類信息，你會發現cglib的兩種方式代理類的父類是不同的。如下：

　　（如果需要打印類信息代碼，請參考：http://www.cnblogs.com/hujunzheng/p/5132943.html）

　　實現1：

public class com.test.Arithmetic$$EnhancerByCGLIB$$4fa786eb extends java.lang.Object

　　實現2：

public class com.test.Arithmetic$$EnhancerByCGLIB$$4fa786eb extends com.test.Arithmetic

方式3：javassist生成動態代理（代理工廠創建 或者 動態代碼創建）　　

　　Javassist是一個編輯字節碼的框架，可以讓你很簡單地操作字節碼。它可以在運行期定義或修改Class。使用Javassist實現AOP的原理是在字節碼加載前直接修改需要切入的方法。這比使用Cglib實現AOP更加高效，并且沒太多限制，實現原理如下圖：?

實現1：

接口的實現

class JavassistDPQueryHandler implements MethodHandler{@Overridepublic Object invoke(Object target, Method method, Method proxy, Object[] args) throws Throwable {String methodName = method.getName();System.out.println(method);System.out.println("the method: " + methodName + "開始, 參數: "+Arrays.asList(args));Object result = proxy.invoke(target, args);System.out.println("the method: "+methodName+"結束, 結果: " + result);return result;}
}

創建代理類并調用代理類

public class Main{private static int a = 4, b = 2;
public static Object createJavassistProxy() throws Exception{ProxyFactory factory = new ProxyFactory();factory.setSuperclass(Arithmetic.class);factory.setHandler(new JavassistDPQueryHandler());return factory.createClass().newInstance();}public static void main(String[] args) throws Exception{Arithmetic real = new Arithmetic();Object proxyArithmetic = createJavassistProxy();((AddInterface)proxyArithmetic).add(a, b);((SubInterface)proxyArithmetic).sub(a, b);}
}

　　注意：MethodHandler接口中invoke方法的定義，如下：

public Object invoke(Object target, Method method, Method proxy, Object[] args)

　　method代表調用方法的Method對象，proxy是代理類產生并代替method的對象，否則用method.invoke(target, args)會產生無限循環調用。

實現2：

　　（來自：http://cuishen.iteye.com/blog/421464），代碼注釋很詳細，仔細研究一下就會懂了！

　　javassist使用動態java代碼常見代理過程和前文的方法略有不同。javassist內部可以通過動態java代碼，生成字節碼。這種方式創建的動態代理可以非常靈活，甚至可以在運行時產生業務邏輯。

//自定義攔截器接口
interface InterceptorHandler {  /** * 調用動態代理對象的方法將反射本方法，可在本方法實現中添加類似AOP的事前事后操作，只有在本方法體中加入如下代碼 * 被代理的方法才會被執行，返回值將返回給代理最后返回給程序 * @param obj Object 被代理的對象 * @param method Method 被代理對象的方法 * @param args Object[] 被代理對象的方法的參數 * @return Object 被代理對象的方法執行后的返回值 * @throws Throwable */  public Object invoke(Object obj, Method method, Object[] args) throws Throwable;  
}  

//攔截器的實現
class InterceptorHandlerImpl implements InterceptorHandler{@Overridepublic Object invoke(Object obj, Method method, Object[] args) throws Throwable {String methodName = method.getName();System.out.println(method);System.out.println("the method: " + methodName + "開始, 參數: "+Arrays.asList(args));Object result = method.invoke(obj, args);System.out.println("the method: "+methodName+"結束, 結果: " + result);return result;}
}class MyProxyImpl {  /** 動態代理類的類名后綴 */  private final static String PROXY_CLASS_NAME_SUFFIX = "$MyProxy_";  /** 攔截器接口 */  private final static String INTERCEPTOR_HANDLER_INTERFACE = "com.test.InterceptorHandler";  /** 動態代理類的類名索引，防止類名重復 */  private static int proxyClassIndex = 1;  /** * 暴露給用戶的動態代理接口，返回某個接口的動態代理對象，注意本代理實現需和com.cuishen.myAop.InterceptorHandler攔截器配合 * 使用，即用戶要使用本動態代理，需先實現com.cuishen.myAop.InterceptorHandler攔截器接口 * @param interfaceClassName String 要動態代理的接口類名, e.g test.StudentInfoService * @param classToProxy String 要動態代理的接口的實現類的類名, e.g test.StudentInfoServiceImpl * @param interceptorHandlerImplClassName String 用戶提供的攔截器接口的實現類的類名 * @return Object 返回某個接口的動態代理對象 * @throws InstantiationException * @throws IllegalAccessException * @throws NotFoundException * @throws CannotCompileException * @throws ClassNotFoundException * @see com.cuishen.myAop.InterceptorHandler */  public static Object newProxyInstance(String interfaceClassName, String classToProxy, String interceptorHandlerImplClassName) throws InstantiationException, IllegalAccessException, NotFoundException, CannotCompileException, ClassNotFoundException {  Class interfaceClass = Class.forName(interfaceClassName);  Class interceptorHandlerImplClass = Class.forName(interceptorHandlerImplClassName);  return dynamicImplementsInterface(classToProxy, interfaceClass, interceptorHandlerImplClass);  }  /** * 動態實現要代理的接口 * @param classToProxy String 要動態代理的接口的實現類的類名, e.g test.StudentInfoServiceImpl * @param interfaceClass Class 要動態代理的接口類, e.g test.StudentInfoService * @param interceptorHandlerImplClass Class 用戶提供的攔截器接口的實現類 * @return Object 返回某個接口的動態代理對象 * @throws NotFoundException * @throws CannotCompileException * @throws InstantiationException * @throws IllegalAccessException */  private static Object dynamicImplementsInterface(String classToProxy, Class interfaceClass, Class interceptorHandlerImplClass) throws NotFoundException, CannotCompileException, InstantiationException, IllegalAccessException {  ClassPool cp = ClassPool.getDefault();  String interfaceName = interfaceClass.getName();  //動態指定代理類的類名  String proxyClassName = interfaceName + PROXY_CLASS_NAME_SUFFIX + proxyClassIndex++;  //要實現的接口的包名+接口名  String interfaceNamePath = interfaceName;  CtClass ctInterface = cp.getCtClass(interfaceNamePath);  CtClass cc = cp.makeClass(proxyClassName);  cc.addInterface(ctInterface);  Method [] methods = interfaceClass.getMethods();  for(int i = 0; i < methods.length; i++) {  Method method = methods[i];  dynamicImplementsMethodsFromInterface(classToProxy, cc, method, interceptorHandlerImplClass, i);  }  return (Object)cc.toClass().newInstance();  }  /** * 動態實現接口里的方法 * @param classToProxy String 要動態代理的接口的實現類的類名, e.g test.StudentInfoServiceImpl * @param implementer CtClass 動態代理類的包裝 * @param methodToImpl Method 動態代理類里面要實現的接口方法的包裝 * @param interceptorClass Class 用戶提供的攔截器實現類 * @param methodIndex int 要實現的方法的索引 * @throws CannotCompileException */  private static void dynamicImplementsMethodsFromInterface(String classToProxy, CtClass implementer, Method methodToImpl, Class interceptorClass, int methodIndex) throws CannotCompileException {  String methodCode = generateMethodCode(classToProxy, methodToImpl, interceptorClass, methodIndex);  CtMethod cm = CtNewMethod.make(methodCode, implementer);  implementer.addMethod(cm);  }  /** * 動態組裝方法體，當然代理里面的方法實現并不是簡單的方法拷貝，而是反射調用了攔截器里的invoke方法，并將接收到的參數進行傳遞 * @param classToProxy String 要動態代理的接口的實現類的類名, e.g test.StudentInfoServiceImpl * @param methodToImpl Method 動態代理類里面要實現的接口方法的包裝 * @param interceptorClass Class 用戶提供的攔截器實現類 * @param methodIndex int 要實現的方法的索引 * @return String 動態組裝的方法的字符串 */  private static String generateMethodCode(String classToProxy, Method methodToImpl, Class interceptorClass, int methodIndex) {  String methodName = methodToImpl.getName();  String methodReturnType = methodToImpl.getReturnType().getName();  Class[] parameters = methodToImpl.getParameterTypes();  Class[] exceptionTypes = methodToImpl.getExceptionTypes();  StringBuffer exceptionBuffer = new StringBuffer();  //組裝方法的Exception聲明  if(exceptionTypes.length > 0) exceptionBuffer.append(" throws ");  for(int i = 0; i < exceptionTypes.length; i++) {  if(i != exceptionTypes.length - 1) exceptionBuffer.append(exceptionTypes[i].getName()).append(",");  else exceptionBuffer.append(exceptionTypes[i].getName());  }  StringBuffer parameterBuffer = new StringBuffer();  //組裝方法的參數列表  for(int i = 0; i < parameters.length; i++) {  Class parameter = parameters[i];  String parameterType = parameter.getName();  //動態指定方法參數的變量名  String refName = "a" + i;  if(i != parameters.length - 1) parameterBuffer.append(parameterType).append(" " + refName).append(",");  else parameterBuffer.append(parameterType).append(" " + refName);  }  StringBuffer methodDeclare = new StringBuffer();  //方法聲明，由于是實現接口的方法，所以是public  methodDeclare.append("public ").append(methodReturnType).append(" ").append(methodName).append("(").append(parameterBuffer).append(")").append(exceptionBuffer).append(" {\n");  String interceptorImplName = interceptorClass.getName();  //方法體  methodDeclare.append(INTERCEPTOR_HANDLER_INTERFACE).append(" interceptor = new ").append(interceptorImplName).append("();\n");  //反射調用用戶的攔截器接口  methodDeclare.append("Object returnObj = interceptor.invoke(Class.forName(\"" + classToProxy + "\").newInstance(), Class.forName(\"" + classToProxy + "\").getMethods()[" + methodIndex + "], ");  //傳遞方法里的參數  if(parameters.length > 0) methodDeclare.append("new Object[]{");   for(int i = 0; i < parameters.length; i++) {  //($w) converts from a primitive type to the corresponding wrapper type: e.g.  //Integer i = ($w)5;  if(i != parameters.length - 1) methodDeclare.append("($w)a" + i + ",");  else methodDeclare.append("($w)a" + i);  }  if(parameters.length > 0) methodDeclare.append("});\n");  else methodDeclare.append("null);\n");  //對調用攔截器的返回值進行包裝  if(methodToImpl.getReturnType().isPrimitive()) {  if(methodToImpl.getReturnType().equals(Boolean.TYPE)) methodDeclare.append("return ((Boolean)returnObj).booleanValue();\n");  else if(methodToImpl.getReturnType().equals(Integer.TYPE)) methodDeclare.append("return ((Integer)returnObj).intValue();\n");  else if(methodToImpl.getReturnType().equals(Long.TYPE)) methodDeclare.append("return ((Long)returnObj).longValue();\n");  else if(methodToImpl.getReturnType().equals(Float.TYPE)) methodDeclare.append("return ((Float)returnObj).floatValue();\n");  else if(methodToImpl.getReturnType().equals(Double.TYPE)) methodDeclare.append("return ((Double)returnObj).doubleValue();\n");  else if(methodToImpl.getReturnType().equals(Character.TYPE)) methodDeclare.append("return ((Character)returnObj).charValue();\n");  else if(methodToImpl.getReturnType().equals(Byte.TYPE)) methodDeclare.append("return ((Byte)returnObj).byteValue();\n");  else if(methodToImpl.getReturnType().equals(Short.TYPE)) methodDeclare.append("return ((Short)returnObj).shortValue();\n");  } else {  methodDeclare.append("return (" + methodReturnType + ")returnObj;\n");  }  methodDeclare.append("}");  System.out.println(methodDeclare.toString());  return methodDeclare.toString();  }  }  public class Main{     public static void main(String[] args) throws Exception{    
　　　　 //分別對應 代理類要實現的接口類名， 需要代理類的類名， 用戶自定義攔截器實現類的類名Object proxyArithmetic = MyProxyImpl.newProxyInstance("com.test.ArithmeticInterface", "com.test.Arithmetic", 
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　"com.test.InterceptorHandlerImpl");((ArithmeticInterface)proxyArithmetic).add(a, b);((ArithmeticInterface)proxyArithmetic).sub(a, b);        }
}

　　打印一下動態實現接口的代碼如下：

public int add(int a0,int a1) {
com.test.InterceptorHandler interceptor = new com.test.InterceptorHandlerImpl();
Object returnObj = interceptor.invoke(Class.forName("com.test.Arithmetic").newInstance(), Class.forName("com.test.Arithmetic").getMethods()[0], new Object[]{($w)a0,($w)a1});
return ((Integer)returnObj).intValue();
}
public int sub(int a0,int a1) {
com.test.InterceptorHandler interceptor = new com.test.InterceptorHandlerImpl();
Object returnObj = interceptor.invoke(Class.forName("com.test.Arithmetic").newInstance(), Class.forName("com.test.Arithmetic").getMethods()[1], new Object[]{($w)a0,($w)a1});
return ((Integer)returnObj).intValue();
}

?

轉載于:https://www.cnblogs.com/hujunzheng/p/5134478.html

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