JAVA基础知识之JVM-——动态代理(AOP)

Posted 2020-08-21 云中之歌

代理模式简介

在很多场景下，我们想使用一个类（通常是接口）A时，并不是直接使用这个类，而是通过另外一个类B去调用A的方法，这里的类B就是一个代理类。

有很多场景都会用到这种方法，例如假如创建类A需要很大的开销，我们会直接使用类B来代表类A。 又或者类A在远程主机上，我们没有权限直接调用A的方法，而代理类B却有权限，我们可以调用B从而访问到A。 又或者我们需要批量给A的方法加强一些功能，而我们没有权限修改A，或者修改A会导致其他关联的类因为耦合性需要修改，这时候我们也同样可以通过代理类B来增加功能。 这种间接访问A的方式就是一种非常常见的代理模式——通常我们只需要知道一个接口里提供了哪些方法，但并不需要方法细节，我们可以通过代理类来控制这些方法的调用，并满足例如前面提到的各种场景的功能要求。

动态代理

JAVA的代理模式大体上分为静态代理（编译期间就已经明确代理类及委托类的细节）和动态代理（在JVM中动态生成一个代理类，通过动态生成的代理类去访问委托类）。

动态代理也称为AOP模式，即面向切面编程。 实现AOP的方式有很多，目前主要有两种，一种是JDK自己实现的基于接口的动态代理，另一种是cglib方式，不需要强制实现接口。

本篇只简单介绍JDK自带的动态代理。

JDK动态代理

java动态代理主要涉及几个角色，目标类(接口-target)，代理对象(proxy)，处理器类(接口-InvocationHandler)。

实现原理大致是这样的，通过代理类proxy访问目标类target时，在JDK底层，会动态生成一个proxy类（其实是子类），同时让会让这个proxy类实现target接口，这个Proxy类包含一个InvocationHandler类型的成员变量，后面就会用处理器对象去初始化这个Proxy类对象。proxy中对target类所有的方法实现都交给InvocationHandler的实现类去处理，通过在proxy中重写target方法的实现，而在实现中直接调用InvocationHandler的invoke方法，这样就变成了我们调用代理proxy类执行target方法的时候，实际上是执行了InvocationHandler的invoke方法，而在invoke方法中，我们可以加入我们自己的逻辑，然后才调用真正的target中的方法。

整个过程可以用下面两段伪代码来模拟，

首先根据我们为proxy传入的参数(target所有接口方法，InvocationHandler实例），JDK会在底层动态地为我们创建一个代理类，代理类如下，

 1 class Proxy0 extends Proxy  implements target {
 2 
 3 　　private Method m1;
 4 
 5 　　//用InvocationHandler去初始化proxy, 后期就可以将proxy的代理的方法交给InvocationHandler去处理
 6 　　public Proxy0(InvocationHandler handler) {
 7 
 8 　　　　supper(hander)
 9 　　}
10 
11 　　public void setM1(Method m1) {
12 
13 　　　　this.m1 = m1;
14 　　}
15 
16 　　private void method1(Object para) {
17 
18 　　　　this.hander.invoke(this, m1, new object[] {para});
19 　　}　　　
20 
21 }

这段代理类的动态生成过程都由JVM控制，我们不可见（当然可以通过特殊方式拿到）。可以看到代理类会实现目标类target的所有方法，但是实现类中是调用了InvocationHandler的invoke方法的，这个invoke方法是需要我们自己去实现的，一般类似这样，

 1 class InvocationHandlerImpl implements InvocationHandler {
 2 private Object target; 3 @Override
 4 public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) {
 5 // 加入我们自己的代码
 6 ....
 7 //调用目标类的真正方法
 8 method.invoke(target, args);
 9 //加入我们自己的代码
10 .....
11 }

关键点在于第2行和第8行，使用了反射执行了目标类的真正需要被代理的方法。 

以上整个过程，就是proxy代理的实现原理。

下面这张图片借用了别人的博客

 

下面是一个简单的例子，演示JDK动态代理的用法，

定义一个Dog接口， JDK的动态代理是基于接口的，其他动态代理可以基于继承的方式。

1 package aop;
2 
3 public interface Dog {
4     void info();
5     void run();
6 }

为接口写个实现类，

 1 package aop;
 2 
 3 public class GunDog implements Dog {
 4 
 5     @Override
 6     public void info() {
 7         // TODO Auto-generated method stub
 8         System.out.println("我是一只猎狗");
 9     }
10 
11     @Override
12     public void run() {
13         // TODO Auto-generated method stub
14         System.out.println("我奔跑迅速");
15     }
16 
17 }

写个工具类，

 1 package aop;
 2 
 3 public class DogUtil {
 4     public void method1() {
 5         System.out.println("====this is method1====");
 6     }
 7     
 8     public void method2() {
 9         System.out.println("====this is method2====");
10     }
11 }

关键点，写一个处理器，实现InvocationHandler接口，

在invoke中加上我们自己的逻辑，再调用真正的target的方法。 

后续代理类在处理target的所有方法时，都会在底层调用invoke方法，即将调用交给invoke了

 1 package aop;
 2 
 3 import java.lang.reflect.InvocationHandler;
 4 import java.lang.reflect.Method;
 5 
 6 public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
 7 
 8     private Object target;
 9 
10     public void setTarget(Object target) {
11         this.target = target;
12     }
13 
14     @Override
15     public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
16             throws Throwable {
17         // TODO Auto-generated method stub
18         DogUtil du = new DogUtil();
19         du.method1();
20         Object result = method.invoke(target, args);
21         du.method2();
22         return result;
23     }
24 
25 }

写一个工厂类获取proxy类实例，简化编程

 1 package aop;
 2 
 3 import java.lang.reflect.Proxy;
 4 
 5 public class MyProxyFactory {
 6     public static Object getProxy(Object target) {
 7         MyInvocationHandler handler = new MyInvocationHandler();
 8         handler.setTarget(target);
 9         return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), handler);
10     }
11 }

下面是测试类，

 1 package aop;
 2 
 3 public class Test {
 4     public static void main(String[] args) {
 5         Dog target = new GunDog();
 6         Dog dog = (Dog)MyProxyFactory.getProxy(target);
 7         dog.info();
 8         dog.run();
 9     }
10 }

执行结果如下，

1 代理开始。。。
2 我是一只猎狗
3 代理结束。。。
4 代理开始。。。
5 我奔跑迅速
6 代理结束。。。

 

reference

http://blog.csdn.net/luanlouis/article/details/24589193