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本帖最后由 wuqiong 于 2018-6-7 11:37 编辑

目录


1. 为什么要使用动态代理1.1 背景

代理模式中的静态代理模式存在一些特点:



  • 1个静态代理 只服务1种类型的目标对象
  • 若要服务多类型的目标对象,则需要为每种目标对象都实现一个静态代理对象

关于静态代理模式可以看文章:代理模式(Proxy Pattern):静态代理 - 最易懂的设计模式解析

1.2 冲突

在目标对象较多的情况下,若采用静态代理,则会出现 静态代理对象量多、代码量大,从而导致代码复杂的问题

1.3 解决方案

采用 动态代理模式。


2. 动态代理模式介绍2.1 实现原理
  • 设计动态代理类(DynamicProxy)时,不需要显式实现与目标对象类(RealSubject)相同的接口,而是将这种实现推迟到程序运行时由 JVM来实现

    • 即:在使用时再创建动态代理类 & 实例
    • 静态代理则是在代理类实现时就指定与目标对象类(RealSubject)相同的接口
    • 通过Java 反射机制的method.invoke(),通过调用动态代理类对象方法,从而自动调用目标对象的方法


2.2 优点
  • 只需要1个动态代理类就可以解决创建多个静态代理的问题,避免重复、多余代码
  • 更强的灵活性

    • 设计动态代理类(DynamicProxy)时,不需要显式实现与目标对象类(RealSubject)相同的接口,而是将这种实现推迟到程序运行时由 JVM来实现
    • 在使用时(调用目标对象方法时)才会动态创建动态代理类 & 实例,不需要事先实例化


2.3 缺点
  • 效率低
    相比静态代理中 直接调用目标对象方法,动态代理则需要先通过Java反射机制 从而 间接调用目标对象方法
  • 应用场景局限
    因为 Java 的单继承特性(每个代理类都继承了 Proxy 类),即只能针对接口 创建 代理类,不能针对类 创建代理类
    即只能动态代理 实现了接口的类

2.4 应用场景
  • 基于静态代理应用场景下,需要代理对象数量较多的情况下使用动态代理
  • AOP 领域

    • 定义:即 Aspect Oriented Programming = 面向切面编程,是OOP的延续、函数式编程的一种衍生范型
    • 作用:通过预编译方式和运行期动态代理实现程序功能的统一维护。
    • 优点:降低业务逻辑各部分之间的耦合度 、 提高程序的可重用性 & 提高了开发的效率
    • 具体应用场景:日志记录、性能统计、安全控制、异常处理等


2.5 与静态代理模式的区别


3. 具体应用接下来,我将用1个具体实例来对 动态代理模式 进行更深一步的介绍3.1 实例概况
  • 背景:小成 希望买一台最新的顶配 Mac 电脑;小何希望买一台 iPhone
  • 冲突:国内还没上,只有美国才有
  • 解决方案:寻找一个代购一起进行购买
  • 即1个代购(动态代理对象)同时 代替 小成 & 小何(目标对象) 去买Mac(间接访问的操作)
  • 该代购是代购任何商品 = 什么人有什么需求就会去代购任何东西(动态代理)
3.2 使用步骤
  • 声明 调用处理器类
  • 声明目标对象类的抽象接口
  • 声明目标对象类
  • 通过动态代理对象,调用目标对象的方法
3.3 步骤详解

步骤1: 声明 调用处理器类

DynamicProxy.java


<-- 作用 -->

// 1.  生成 动态代理对象

// 2.  指定 代理对象运行目标对象方法时需要完成的 具体任务

// 注:需实现InvocationHandler接口 = 调用处理器 接口

// 所以称为 调用处理器类


public class DynamicProxy implements InvocationHandler {


    // 声明代理对象

    // 作用:绑定关系,即关联到哪个接口(与具体的实现类绑定)的哪些方法将被调用时,执行invoke()

    private Object ProxyObject;


    public Object newProxyInstance(Object ProxyObject){

        this.ProxyObject =ProxyObject;

        return Proxy.newProxyInstance(ProxyObject.getClass().getClassLoader(),

                ProxyObject.getClass().getInterfaces(),this);

        // Proxy类 = 动态代理类的主类

        // Proxy.newProxyInstance()作用:根据指定的类装载器、一组接口 & 调用处理器 生成动态代理类实例,并最终返回

        // 参数说明:

        // 参数1:指定产生代理对象的类加载器,需要将其指定为和目标对象同一个类加载器

        // 参数2:指定目标对象的实现接口

        // 即要给目标对象提供一组什么接口。若提供了一组接口给它,那么该代理对象就默认实现了该接口,这样就能调用这组接口中的方法

        // 参数3:指定InvocationHandler对象。即动态代理对象在调用方法时,会关联到哪个InvocationHandler对象


    }


    //  复写InvocationHandler接口的invoke()

    //  动态代理对象调用目标对象的任何方法前,都会调用调用处理器类的invoke()

    @Override

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

            // 参数说明:

            // 参数1:动态代理对象(即哪个动态代理对象调用了method()

            // 参数2:目标对象被调用的方法

            // 参数3:指定被调用方法的参数

            throws Throwable {

                System.out.println("代购出门了");

                Object result = null;

                // 通过Java反射机制调用目标对象方法

                result = method.invoke(ProxyObject, args);

        return result;

    }


}




步骤2: 声明目标对象的抽象接口


Subject.java


public interface Subject {

    // 定义目标对象的接口方法

    // 代购物品

    public  void buybuybuy();


}


步骤3: 声明目标对象类


Buyer1.java



// 小成,真正的想买Mac的对象 = 目标对象 = 被代理的对象

// 实现抽象目标对象的接口

public class Buyer1 implements Subject  {


    @Override

    public void buybuybuy() {

        System.out.println("小成要买Mac");

    }


}


Buyer2.java


// 小何,真正的想买iPhone的对象 = 目标对象 = 被代理的对象

// 实现抽象目标对象的接口

public class Buyer2 implements Subject  {


    @Override

    public void buybuybuy() {

        System.out.println("小何要买iPhone");

    }


}


步骤4: 通过动态代理对象,调用目标对象的方法

MainActivity.java


public class MainActivity extends AppCompatActivity {


    @Override

    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

        super.onCreate(savedInstanceState);

        setContentView(R.layout.activity_main);


        // 1. 创建调用处理器类对象

        DynamicProxy DynamicProxy = new DynamicProxy();


        // 2. 创建目标对象对象

        Buyer1 mBuyer1 = new Buyer1();


        // 3. 创建动态代理类 & 对象:通过调用处理器类对象newProxyInstance()

        // 传入上述目标对象对象

        Subject Buyer1_DynamicProxy = (Subject) DynamicProxy.newProxyInstance(mBuyer1);


        // 4. 通过调用动态代理对象方法从而调用目标对象方法

        // 实际上是调用了invoke(),再通过invoke()里的反射机制调用目标对象的方法

        Buyer1_DynamicProxy.buybuybuy();

        // 以上代购为小成代购Mac


        // 以下是代购为小何代购iPhone

        Buyer2 mBuyer2 = new Buyer2();

        Subject Buyer2_DynamicProxy = (Subject) DynamicProxy.newProxyInstance(mBuyer2);

        Buyer2_DynamicProxy.buybuybuy();

    }

}

3.4 测试结果


3.5 Demo地址

Carson_Ho的Github地址:动态代理DynamicProxy


4. 源码分析
  • 在经过上面的实例后,你是否会对以下问题好奇:


    • 动态代理类 及其对象实例是如何生成的?
    • 如何通过调用动态代理对象方法,从而调用目标对象方法?
  • 下面,我们顺着 步骤4:目标对象 通过 动态代理对象调用方法的使用 来进行动态代理模式的源码分析


  • // 步骤4:通过动态代理对象,调用目标对象的方法

    public class MainActivity extends AppCompatActivity {


        @Override

        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

            super.onCreate(savedInstanceState);

            setContentView(R.layout.activity_main);


            // 1. 创建 调用处理器类 对象

            DynamicProxy DynamicProxy = new DynamicProxy();


            // 2. 创建 目标类 对象

            Buyer1 mBuyer1 = new Buyer1();


            // 3. 创建动态代理类 & 对象:通过调用处理器类对象newProxyInstance()

            // 传入上述目标类对象

            Subject Buyer1_DynamicProxy = (Subject) DynamicProxy.newProxyInstance(mBuyer1);

            // ->>关注1


            // 4. 通过调用动态代理对象方法从而调用目标对象方法

            // ->>关注2

            Buyer1_DynamicProxy.buybuybuy();

            // 以上代购为小成代购Mac


            // 以下是代购为小何代购iPhone

            Buyer2 mBuyer2 = new Buyer2();

            Subject Buyer2_DynamicProxy = (Subject) DynamicProxy.newProxyInstance(mBuyer2);

            Buyer2_DynamicProxy.buybuybuy();

        }

    }



    此处有两个重要的源码分析点:


    关注1:创建动态代理类 & 对象:通过调用处理器类对象newProxyInstance()


    解决的问题是:动态代理类 及其对象实例是如何生成的?

    关注2:通过调用动态代理对象方法从而调用目标对象方法


    解决的问题是:如何通过调用动态代理对象方法,从而调用目标对象方法?

    下面,我们将主要分析这两处源码。


    4.1 (关注1)创建动态代理类 & 对象:通过调用处理器类对象newProxyInstance()


    // 使用代码

    Subject Buyer1_DynamicProxy = (Subject) DynamicProxy.newProxyInstance(mBuyer1);

    1

    2

    即,动态代理类 及其对象实例是如何生成的?

    下面,我们直接进入DynamicProxy.newProxyInstance()

    <-- 关注1:调用处理器 类的newProxyInstance() -->

    // 即步骤1中实现的类:DynamicProxy


    // 作用:

    // 1.  生成 动态代理对象

    // 2.  指定 代理对象运行目标对象方法时需要完成的 具体任务

    // 注:需实现InvocationHandler接口 = 调用处理器 接口


    public class DynamicProxy implements InvocationHandler {


        // 声明代理对象

        private Object ProxyObject;


        public Object newProxyInstance(Object ProxyObject){

            this.ProxyObject =ProxyObject;

            return Proxy.newProxyInstance(ProxyObject.getClass().getClassLoader(),

                    ProxyObject.getClass().getInterfaces(),this);

            // Proxy.newProxyInstance()作用:根据指定的类装载器、一组接口 & 调用处理器 生成动态代理类实例,并最终返回

            // ->>关注2


        }


         // 以下暂时忽略,下文会详细介绍

        //  复写InvocationHandler接口的invoke()

        //  动态代理对象调用目标对象的任何方法前,都会调用调用处理器类的invoke()

        @Override

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

                // 参数说明:

                // 参数1:动态代理对象(即哪个动态代理对象调用了method()

                // 参数2:目标对象被调用的方法

                // 参数3:指定被调用方法的参数

                throws Throwable {

                    System.out.println("代购出门了");

                    Object result = null;

                    // 通过Java反射机制调用目标对象方法

                    result = method.invoke(ProxyObject, args);

            return result;

        }


    // 至此,关注1分析完毕,跳出

    }


    <-- 关注2:newProxyInstance()源码解析-->

    // 作用:根据指定的类装载器、一组接口 & 调用处理器 生成动态代理类及其对象实例,并最终返回


    public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[]interfaces,InvocationHandler h) throws IllegalArgumentException {

      // 参数说明:

            // 参数1:指定产生代理对象的类加载器,需要将其指定为和目标对象同一个类加载器

            // 参数2:指定目标对象的实现接口

            // 即要给目标对象提供一组什么接口。若提供了一组接口给它,那么该代理对象就默认实现了该接口,这样就能调用这组接口中的方法

            // 参数3:指定InvocationHandler对象。即动态代理对象在调用方法时,会关联到哪个InvocationHandler对象


        ...  

        // 仅贴出核心代码


        // 1. 通过 为Proxy类指定类加载器对象 & 一组interface,从而创建动态代理类

        // >>关注3

        Class cl = getProxyClass(loader, interfaces);


        // 2. 通过反射机制获取动态代理类的构造函数,其参数类型是调用处理器接口类型

        Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams);


        // 3. 通过动态代理类的构造函数 创建 代理类实例(传入调用处理器对象

        return (Object) cons.newInstance(new Object[] { h });


    // 特别注意

    // 1. 动态代理类继承 Proxy 类 & 并实现了在Proxy.newProxyInstance()中提供的一系列接口(接口数组)

    // 2. Proxy 类中有一个映射表

      // 映射关系为:(<ClassLoader>,(<Interfaces>,<ProxyClass>) )

      // 即:1级key = 类加载器,根据1级key 得到 2级key = 接口数组

      // 因此:1类加载器对象 + 1接口数组 = 确定了一个代理类实例

    ...


    // 回到调用关注2的原处

    }



    <-- 关注3:getProxyClass()源码分析 -->

    // 作用:创建动态代理类


    public static Class<?> getProxyClass(ClassLoader loader,Class<?>... interfaces)  

    throws IllegalArgumentException {


      ...

      // 仅贴出关键代码


    <-- 1. 将目标类所实现的接口加载到内存中 -->

        // 遍历目标类所实现的接口  

        for (int i = 0; i < interfaces.length; i++) {  


            // 获取目标类实现的接口名称

            String interfaceName = interfaces.getName();  

            Class interfaceClass = null;  

            try {  

            // 加载目标类实现的接口到内存中  

            interfaceClass = Class.forName(interfaceName, false, loader);  

            } catch (ClassNotFoundException e) {  

            }  

            if (interfaceClass != interfaces) {  

            throw new IllegalArgumentException(  

                interfaces + " is not visible from class loader");  

            }  

        }  


    <-- 2. 生成动态代理类 -->      

            // 根据传入的接口 & 代理对象 创建动态代理类的字节码

            byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(  

                proxyName, interfaces);  


                // 根据动态代理类的字节码 生成 动态代理类

                proxyClass = defineClass0(loader, proxyName,  

                proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);  


            }  

        // 最终返回动态代理类

        return proxyClass;  

        }  


    // 回到调用关注3的原处


    总结


    通过调用处理器类对象的.newProxyInstance()创建动态代理类 及其实例对象(需传入目标类对象)

    具体过程如下:

    通过 为Proy类指定类加载器对象 & 一组接口,从而创建动态代理类的字节码;再根据类字节码创建动态代理类

    通过反射机制获取动态代理类的构造函数(参数类型 = 调用处理器接口类型

    通过动态代理类的构造函数 创建 代理类实例(传入调用处理器对象

    4.2 (关注2)通过调用动态代理对象方法从而调用目标对象方法


    即,如何通过调用动态代理对象方法,从而调用目标对象方法?


    // 使用代码

    Buyer1_DynamicProxy.buybuybuy();

    1

    2

    在关注1中的 DynamicProxy.newProxyInstance()生成了一个动态代理类 及其实例

    该动态代理类记为 :$Proxy0


    下面我们直接看该类实现及其 buybuybuy()

    该方法的逻辑如下:

    <-- 动态代理类 $Proxy0 实现-->

    // 继承:Java 动态代理机制的主类:java.lang.reflect.Proxy

    // 实现:与目标对象一样的接口(即上文例子的Subject接口)

    public final class $Proxy0 extends Proxy implements Subject {


    // 构造函数

    public ProxySubject(InvocationHandler invocationhandler)   

        {   

            super(invocationhandler);   

        }  


    // buybuybuy()是目标对象实现接口(Subject)中的方法

    // 即$Proxy0类必须实现

    // 所以在使用动态代理类对象时,才可以调用目标对象的同名方法(即上文的buybuybuy())

    public final void buybuybuy() {

            try {

                super.h.invoke(this, m3, null);

                // 该方法的逻辑实际上是调用了父类Proxy类的h参数的invoke()

                // h参数即在Proxy.newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[]interfaces,InvocationHandler h)传入的第3个参数InvocationHandler对象

                // 即调用了调用处理器的InvocationHandler.invoke()

                // 而复写的invoke()利用反射机制:Object result=method.invoke(proxied,args)

                // 从而调用目标对象的的方法 ->>关注4

                return;

            } catch (Error e) {

            } catch (Throwable throwable) {

                throw new UndeclaredThrowableException(throwable);

            }

        }


    <-- 关注4:调用处理器 类复写的invoke() -->

    // 即步骤1中实现的类:DynamicProxy

    // 内容很多都分析过了,直接跳到复写的invoke()中


    public class DynamicProxy implements InvocationHandler {


        private Object ProxyObject;


        public Object newProxyInstance(Object ProxyObject){

            this.ProxyObject =ProxyObject;

            return Proxy.newProxyInstance(ProxyObject.getClass().getClassLoader(),

                    ProxyObject.getClass().getInterfaces(),this);



        }


        //  复写InvocationHandler接口的invoke()

        //  动态代理对象调用目标对象的任何方法前,都会调用调用处理器类的invoke()

        @Override

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

                // 参数说明:

                // 参数1:动态代理对象(即哪个动态代理对象调用了method()

                // 参数2:目标对象被调用的方法

                // 参数3:指定被调用方法的参数

                throws Throwable {

                    System.out.println("代购出门了");

                    Object result = null;

                    // 通过Java反射机制调用目标对象方法

                    result = method.invoke(ProxyObject, args);

            return result;

        }

    总结


    动态代理类实现了与目标类一样的接口,并实现了需要目标类对象需要调用的方法

    该方法的实现逻辑 = 调用父类 Proxy类的 h.invoke()

    其中h参数 = 在创建动态代理实例中newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[]interfaces,InvocationHandler h)传入的第3个参数InvocationHandler对象

    在 InvocationHandler.invoke() 中通过反射机制,从而调用目标类对象的方法

    4.3 原理总结


    我用一张图总结第4节说的关于动态代理模式的源码分析。


至此,关于代理模式中的动态代理模式的相关知识已经讲解完毕。


5. 总结
  • 我用两张图总结整篇文章的内容




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棒棒哒
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