Java进阶学习第24天——动态代理与类加载器

Posted 2020-07-28 鹿天斐

文档版本	开发工具	测试平台	工程名字	日期	作者	备注
V1.0				2016.06.17	lutianfei	none

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动态代理

• 代理对象存在的价值：主要用于拦截对真实业务对象的访问。

• 代理对象有什么方法？

  • 现在要生成某一个对象的代理对象，这个代理对象通常也要编写一个类来生成，所以首先要编写用于生成代理对象的类。

• 如何编写生成代理对象的类，两个要素：

  • 代理谁
  • 如何生成代理对象

• 代理谁？

  • 设计一个类变量，以及一个构造函数，记住代理类 代理哪个对象。

• 如何生成代理对象？

  • 设计一个方法生成代理对象（在方法内编写代码生成代理对象是此处编程的难点）

• Java提供了一个Proxy类，调用它的newInstance方法可以生成某个对象的代理对象，使用该方法生成代理对象时，需要三个参数：

  • 1.生成代理对象使用哪个类装载器
  • 2.生成哪个对象的代理对象，通过接口指定
  • 3.生成的代理对象的方法里干什么事，由开发人员编写handler接口的实现来指定。

• 初学者必须必须记住的2件事情：

  • Proxy类负责创建代理对象时，如果指定了handler（处理器），那么不管用户调用代理对象的什么方法，该方法都是调用处理器的invoke方法。
  • 由于invoke方法被调用需要三个参数：代理对象、方法、方法的参数，因此不管代理对象哪个方法调用处理器的invoke方法，都必须把自己所在的对象、自己（调用invoke方法的方法）、方法的参数传递进来。

代理模式

• 代理模式作用:

  • 屏蔽真实行为的访问，让程序更加安全。
  • 可以对真实行为的调用进行控制。

• 通过一个案例：来说明代理的实现以及代理的作用

• 代理模式实现:

• 1.代理类与被代理类要实现同一个接口.

//潘金莲 ---被代理
public class Pjl implements KindWoman{

    public void throwEye(){
        System.out.println("潘金莲抛媚眼");

    }

    public void doSomething(){
        System.out.println("潘金莲。。。。。。。。");
    }
}



//王婆 ---代理
public class Wp implements KindWoman {

    private KindWoman woman;

    public Wp(KindWoman woman) {
        this.woman = woman;
    }

    public void throwEye() {
        woman.throwEye();

    }

    public void doSomething() {
        woman.doSomething();
    }

}

• 2.在代理类中持有被代理对象.

public class Xmq {

    public static void main(String[] args) {

        KindWoman woman = new Pjl();

        Wp wp = new Wp(woman);

        wp.throwEye();//真实执行的是潘金莲，但是我们看不到，所以屏蔽了真实行为。
    }
}

• 3.在代理类中调用被代理的行为。

    public void throwEye() {
        //在这里做操作，可以控制是否调用真实行为。

        woman.throwEye();

        //在这个位置，可以在真实行为调用完成后，在做操作。
    }

    public void doSomething() {
        woman.doSomething();
    }
}

AOP：面向切面的编程

• AOP的底层实现就是通过动态代理来做到的。

• 动态代理

  • 在代理模式基础上发展的，它不在是对单一的类型进行代理，而是可以对任意的一个实现了接口的类的对象做代理。

动态代理实现

• 两种方式:

  • 1.通过jdk中提供的Proxy类来实现
    
    • 这种方式要求，被代理类必须实现接口，即只能为接口做代理.
  • 2.通过cglib来实现，它不要求实现接口。

• 第一种方式的代码实现:

  • Proxy类中有一个方法newProxyInstance(ClassLoader loader,Class[] interfaces,InvocationHandler h);
  • 参数:
    
    • loader: 要求，传递的是被代理类的类加载器ClassLoader
      
      • 类加载器怎样获取:
        
        • 得到其Class对象，在Class类中提供一个方法getClassLoader();
    • interfaces: 要求:得到被代理对象所实现的接口的所有Class对象。
      
      • 怎样获取所有实现接口的Class对象?
        
        • 得到其Class对象，在Class类中提供一个方法 getInterfaces();它返回的是Class[],就代表所实现接口的所有Class对象。
    • h: 它的类型是InvocationHandler，这是一个接口。
      
      • InvocationHandler 是代理实例的调用处理程序 实现的接口。

• InvocationHandler**接口中有一个方法**invoke;

  • 参数 proxy 就是代理对象
  • 参数 method 就是调用方法
  • 参数 args 就是调用的方法的参数
  • 返回值,就是真实行为执行后返回的结果，会传递给代理对象调用的方法.
    
    • public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args);

• eg：

public class Student implements Person {

    public String say(String message) {
        return "hello " + message;
    }

}


public class StudentProxyTest {

    public static void main(String[] args) {
        // 做Person接口实现类Student的动态代理。

        // 1.创建一个Student 被代理
        final Person s = new Student();

        // 2.得到s的代理对象.
        Person sproxy = (Person) Proxy.newProxyInstance(s.getClass()
                .getClassLoader(), s.getClass().getInterfaces(),
                new InvocationHandler() {
                    // 参数 proxy就是代理对象
                    // 参数method就是调用方法
                    // 参数args就是调用的方法的参数
                    // 返回值,就是真实行为执行后返回的结果，会传递给代理对象调用的方法.
                    public Object invoke(Object proxy, Method method,
                            Object[] args) throws Throwable {

                        // proxy,就是代理对象，我们一般不使用。
                        // method,就是要访问的方法。
                        // args 就是要访问的方法的参数
                        return method.invoke(s, args); // s.say("james");

                    }
                });
        String message = sproxy.say("james"); // 这个是代理对象调用say方法.

        System.out.println(message);
    }
}

动态代理案例1—实现编码过滤

public class LoginServlet extends HttpServlet {

    public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {
        String username = request.getParameter("username");
        System.out.println(username);

    }

    public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {
        doGet(request, response);
    }

}

• 2.操作

public class EncodingFilter implements Filter {

    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {

    }

    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,
            FilterChain chain) throws IOException, ServletException {

        // 1.强转
        final HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) request;
        HttpServletResponse resp = (HttpServletResponse) response;

        // 2.操作
        // 创建一个req对象的代理对象reqProxy
        HttpServletRequest reqProxy = (HttpServletRequest) Proxy
                .newProxyInstance(req.getClass().getClassLoader(), req
                        .getClass().getInterfaces(), new InvocationHandler() {

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

                        // 1.得到方法名称
                        String methodName = method.getName();
                        if ("getParameter".equals(methodName)) {
                            String param = req.getParameter((String) (args[0]));

                            return new String(param.getBytes("iso8859-1"),
                                    "utf-8");

                        } else {
                            // 不是getParameter方法，就执行其原来操作.
                            return method.invoke(req, args);
                        }
                    }
                });
        // 3.放行
        chain.doFilter(reqProxy, resp);
    }

    public void destroy() {

    }

}

动态代理案例2–细粒度的权限控制

• 数据库

create table users(
 id int primary key auto_increment,
 username varchar(40),
 password varchar(40)
);


insert into users values(null,‘aaa‘,‘111‘);
insert into users values(null,‘bbb‘,‘111‘);
insert into users values(null,‘ccc‘,‘111‘);




create table privileges(
  id int primary key auto_increment,
  name varchar(40)
);


insert into privileges values(null,‘添加图书‘);
insert into privileges values(null,‘修改图书‘);
insert into privileges values(null,‘查看图书‘);
insert into privileges values(null,‘删除图书‘);


多对多表关系
create table userprivilege(
  user_id int ,
  privilege_id int,
  foreign key(user_id) references users(id),
  foreign key(privilege_id) references privileges(id),
  primary key(user_id,privilege_id)
);


insert into userprivilege values(1,1);

• 代码实现:

• 1.完成登录操作，将user存储到session中.

  • login.jsp LoginServlet UserService UserDao.

• 2.登录成功，跳转到book.jsp页面。

  • 在这个页面上有四个超连接，访问的是同一个servlet（BookServlet）
  • 问题:怎样让一个servlet处理多个请求？
    
    • 可以通过在请求，携带参数来判断要做什么操作

<a href="${pageContext.request.contextPath}/book?method=add">book add</a>
<br>
<a href="${pageContext.request.contextPath}/book?method=update">book update</a>
<br>
<a href="${pageContext.request.contextPath}/book?method=delete">book delete</a>
<br>
<a href="${pageContext.request.contextPath}/book?method=search">book search</a>

• 在servlet中判断method值是什么，调用不同的请求处理方法.
  
  • 这种方式下，在做权限控制时，如果使用url级别权限控制，就不能通过判断请求的资源路径来处理。
• 可以使用细粒度权限控制:
  
  • 实现原理:使用注解+动态代理来完成。
  • 注解:它用于定义当前行为的访问需要什么权限。
  • 动态代理帮助我们完成控制拦截。简单说，就是在代理中，会判断当前用户是否具有访问该行为的权限,如果有会调用被代理的行为，如果没有，不调用行为，直接抛出权限不足。

• 3.实现权限控制
  
  • 1.创建一个BookInfo注解，它是用于描述行为访问时，需要什么权限的.

    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Target(ElementType.METHOD)
    @Inherited
    public @interface BookInfo {

    String value(); //这就是权限名称
    }

• 2.在BookServiceFactory中进行权限控制

  • 1.得到当前行为访问需要的权限名称
    
    • BookInfo bif = method.getAnnotation(BookInfo.class);
    • String pname = bif.value();

  • 2.得到当前登录的用户

    • 我们在所有的service的方法上添加了一个User参数。
    • 那么我们获取时，就可以直接通过invoke方法的args参数获取.
      
      • User user = (User) args[0];

  • 1.首先判断用户是否存在，也就是判断它是否登录了。

    User user = (User) args[0];

    if (user == null) {
        throw new RuntimeException("没有登录，请登录后操作");
    }

* 2.如果登录了，根据用户查询数据库，得到这个用户所具有的所有权限名称
    * 使用ColumnListHandler进行封装查询结果。

SELECT 
    privileges.name 
FROM 
    users,PRIVILEGES,userprivilege 
WHERE 
    users.id=userprivilege.user_id 
AND 
    privileges.id=userprivilege.privilege_id 
AND 
    users.id=?";

QueryRunner runner = new QueryRunner(DataSourceUtils
        .getDataSource());

List<Object> pnames = runner.query(sql,
        new ColumnListHandler(), user.getId());

1. 判断用户是否具有权限

                // 真实行为访问前--判断用户是否有权限执行当前行为
                boolean flag = method.isAnnotationPresent(BookInfo.class);

                if (!flag) {
                    // 不需要权限
                    return method.invoke(service, args);

                }



if (pnames.contains(pname)) {

                    Object obj = method.invoke(service, args);

                    // 真实行为访问 后
                    return obj;
                } else {
                    throw new RuntimeException("权限不足");

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类加载器

• 什么是类加载器，有什么作用?

  • 类加载器的作用就是将java中的字节码文件(.class文件)转换成Class对象。
  • 当 JVM 启动时，会形成由三个类加载器组成的初始类加载器层次结构：
    
    • 1.引导类加载器 BootStrap jre/lib/rt.jar
    • 2.扩展类加载器 ExtClassLoader JRE/lib/ext/*.jar
    • 3.应用类加载器(系统类加载器) AppClassLoader SystemClassLoader CLASSPATH指定的所有jar或目录
  • 在java中ClassLoader代表类加载器，所有的类加载器都是ClassLoader的子.

• bootstrap classloader：引导（也称为原始）类加载器，它负责加载Java的核心类。这个加载器的是非常特殊的，它实际上不是 java.lang.ClassLoader的子类，而是由JVM自身实现的。可以通过执行以下代码来获得bootstrap classloader加载了那些核心类库：

URL[] urls=sun.misc.Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();
for (int  i = 0; i < urls.length; i++) {
  System.out.println(urls[i].toExternalForm());
}

• 因为JVM在启动的时候就自动加载它们,所以不需要在系统属性CLASSPATH中指定这些类库

• 演示类加载器

  • 问题:类加载器如果获取?
    
    • 在Class类中有一个方法 getClassLoader()它返回的就是一个类加载器.

• 1.获取引导类加载器

  • ClassLoader cl = String.class.getClassLoader();
  • System.out.println(cl);
  • 结果是null.
  • 原因:引导类加载器特殊，它根本就不是java实现。所有在得到引导类回载器是结果就是null.

• 2.扩展类加载器

  • ClassLoader cl = AccessBridge.class.getClassLoader();
  • System.out.println(cl); //[email protected]

• 3.应用类加载器

  • ClassLoader cl = this.getClass().getClassLoader();
  • System.out.println(cl); //[email protected]

全盘负责委托机制

• 全盘负责：即是当一个classloader加载一个Class的时候，这个Class所依赖的和引用的其它Class通常也由这个classloader负责载入。
• 委托机制：先让parent（父）类加载器 寻找，只有在parent找不到的时候才从自己的类路径中去寻找。
• 类加载还采用了cache机制：如果 cache中保存了这个Class就直接返回它，如果没有才从文件中读取和转换成Class，并存入cache，这就是为什么修改了Class但是必须重新启动JVM才能生效,并且类只加载一次的原因。

自定义类加载器

• 创建了一个类 javax.activation.MimeType，在这个类中有一个方法show();当jvm加载这个类时，因为在rt.jar包下也存在一个MimeType类，并且包名都一样，这时jvm就会使用引导类加载器加载这个类，而我们想得到的其实是应该由应用类加载器加载的Class.

• 解决方案:自定义类加载器.

  • 1.创建一个类，去继承自ClassLoader
  • 2.重写findClass方法，在这个方法中通过defineClass将一个.class文件转换成Class对象.

泛型反射

• 问题:在BaseDaoImpl类中需要得到当前这个类上的泛型的Class对象，而直接通过T.class这是不对的.

• 怎样得到当前这个类上的泛型的Class?

  • Type type = this.getClass().getGenericSuperclass(); // 得到当前类上的泛型–父类型
  • Type[] params = ((ParameterizedType) type).getActualTypeArguments(); // 得到当前类上所有的泛型类型Class
  • clazz = (Class) params[0];