什么是代理模式？
代理模式就是为其他对象提供一种代理来对该对象进行访问控制。
生活实例：
1）房产中介，他就是一个代理，由房东全权授权中介来进行房产的售前咨询，相关事宜的处理等。
2）滴滴代驾，就是授权代驾可以驾驶你的车辆，并将车辆行驶至目的地，期间代驾可以进行对车辆的一些简单的操作。
代理---“铁三角”：
-
抽象角色：
为“代理角色”和“真实角色”提供的一套对外的公共方法（一般定义为接口）
interface ProxyInterface {
fun confirmAction(inputString :String,name:String);
}
-
真实角色：
真正的业务实现逻辑，他需要实现“抽象角色”中的接口；
class RealInstance : ProxyInterface {
private val TAG = "RealInstance";
override fun confirmAction(inputString: String,name: String) {
Log.e(TAG,"真实实例对象----"+"调用confirmAction()")
}
}
-
代理角色：
他同“真实角色”一样，实现了“抽象角色”中的接口，同时拥有对“真实角色”的引用，然后通过“真实角色”的引用来实现“抽象角色”中的抽象方法，且可以自己在抽象方法中增加自己的一些操作等。
class ProxyInstance(realInstance: RealInstance) : ProxyInterface {
val TAG = "ProxyInstance";
var mRealInstance: RealInstance = realInstance
override fun confirmAction(inputString: String,name:String) {
Log.e(TAG, "我是代理，我的confirmAction被调用")
mRealInstance.confirmAction(inputString,name)
}
}
三者之间的类关系如图所示：
铁三角类图.png
了解了上面的“铁三角”，那相信我们对代理模式就已经完全明白了代理模式了。。。。很简单吧！！！！别高兴的太早了，一步一步带你进去深渊。。。。
代理的用途：
- 通过引入代理对象的方式来间接的访问目标对象，防止直接访问目标对象给系统带来不必要的复杂性；
- 通过代理对象进行对访问的控制；
好，那我们就来聊聊怎么使用？ 今天先聊一下静态代理和动态代理。
代理使用：
1）静态代理：
顾名思义，就是我们在实现代理模式时，在编辑阶段就需要将对象的代理者都准备好，在程序运行时使用。
val proxyInstance = ProxyInstance(RealInstance())
proxyInstance.confirmAction("测试代理模式","")
缺点：
1.当需要代理的真实角色多时，我们的代理对象是不是也需要很多，这样就会出现代理对象和代码量变大的情况
2.如果我们想要扩展一下抽象接口的方法，那么真实角色和代理角色都需要维护，这样是不是维护、扩展能力也比较差
既然静态代理有那么明显的缺点，我们有没有办法解决呢，答案是肯定的，这就是我们下面的动态代理。
2）动态代理：
相对于静态代理而言，动态代理则是在程序运行时再创建对象的代理类和实例，也就是说有程序帮我们去创建代理类及其实例，这样效率很明显要低些。
JDK已经为我们提供好了API了，我们直接用JDK API就可以了，如下：
val newProxyInstance = Proxy.newProxyInstance(RealInstance::class.java.classLoader,
arrayOf(ProxyInterface::class.java),
object : InvocationHandler {
override fun invoke(proxy: Any?, method: Method?, args: Array<out Any>?): Any? {
if (args?.size!! > 1) {
return method?.invoke(RealInstance(), args[0],args[1])
}
return null
}
}
) as ProxyInterface
newProxyInstance.confirmAction("hello","我是代理对象");
上述代码中，有两个关键的API: Proxy和InvocationHandler，下面我们就深入“敌营”来了解一下。
源码剖析：
Proxy 提供了创建动态代理类和实例的静态方法，它也是有这些方法穿件的所有动态代理类的超类。是一个实现在运行时进行创建直接接口列表的类。
先来看看动态代理实现的流程图，
动态代理原理流程图.jpg
然后再看源码，下面源码已经做了详细的备注。
Proxy 类中的成员变量和方法：
package java.lang.reflect;//在此包下
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//静态成员
private static final Class<?>[] constructorParams =
{ InvocationHandler.class };
/**
* 返回指定接口的代理类的实例，该接口将方法调用分派给指定的调用处理程序。
*----loader - 类加载器来定义代理类---当前真实角色的类加载器
*----interfaces - 代理类实现的接口列表 他是一个数组：因为一个代理可以代理多个实例对象
*----h - 调度方法调用的调用处理函数
*/
@CallerSensitive
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
Class<?>[] interfaces,
InvocationHandler h)
throws IllegalArgumentException
{
Objects.requireNonNull(h);
//复制一份抽象接口类，并保存到数组中
final Class<?>[] intfs = interfaces.clone();
/*
* Look up or generate the designated proxy class.
* 查找或生成代理类
*/
Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);
/*
* Invoke its constructor with the designated invocation handler.
*/
try {
//获取代理类的public构造方法的引用
final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams);//constructorParams 静态成员
final InvocationHandler ih = h;
if (!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) {
cons.setAccessible(true);
}
//使用带指定参数：h的构造器cons来生成该构造器所代表的代理类的实例，并将该代理类实例返回
return cons.newInstance(new Object[]{h});
} catch (IllegalAccessException|InstantiationException e) {
throw new InternalError(e.toString(), e);
} catch (InvocationTargetException e) {
Throwable t = e.getCause();
if (t instanceof RuntimeException) {
throw (RuntimeException) t;
} else {
throw new InternalError(t.toString(), t);
}
} catch (NoSuchMethodException e) {
throw new InternalError(e.toString(), e);
}
}
///////////////////////////////////////////////////////////
/**
* a cache of proxy classes
代理类的缓存
*/
private static final WeakCache<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>>
proxyClassCache = new WeakCache<>(new KeyFactory(), new ProxyClassFactory());
/**
* Generate a proxy class. Must call the checkProxyAccess method
* to perform permission checks before calling this.
从缓存中读取代理类，如果存在则直接返回该代理类，否则创建该代理类
*/
private static Class<?> getProxyClass0(ClassLoader loader,
Class<?>... interfaces) {
if (interfaces.length > 65535) {
throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");
}
// If the proxy class defined by the given loader implementing
// the given interfaces exists, this will simply return the cached copy;
// otherwise, it will create the proxy class via the ProxyClassFactory
return proxyClassCache.get(loader, interfaces);
}
代理的缓存WeakCache
package java.lang.reflect;
public V get(K key, P parameter) {
Objects.requireNonNull(parameter);
expungeStaleEntries();
//使用外部传入的key 生成cacheKey
Object cacheKey = CacheKey.valueOf(key, refQueue);
// lazily install the 2nd level valuesMap for the particular cacheKey
//线程安全的原子操作担保 ConcurrentMap
ConcurrentMap<Object, Supplier<V>> valuesMap = map.get(cacheKey);
if (valuesMap == null) {
//从原缓存map中查找cacheKey ,如果找不到则创建一个新的map 添加到缓存map中，并将新的map一起返回
ConcurrentMap<Object, Supplier<V>> oldValuesMap
= map.putIfAbsent(cacheKey,
valuesMap = new ConcurrentHashMap<>());
if (oldValuesMap != null) {
valuesMap = oldValuesMap;
}
}
// create subKey and retrieve the possible Supplier<V> stored by that
// subKey from valuesMap
//1.使用可以生成subkey ,从新的map获取可以对应的Supplier提供者
Object subKey = Objects.requireNonNull(subKeyFactory.apply(key, parameter));
Supplier<V> supplier = valuesMap.get(subKey);
Factory factory = null;
//无限循环来查找值，如果找到就返回，没有找到就创建一个新的值
while (true) {
if (supplier != null) {
//找到值
// supplier might be a Factory or a CacheValue<V> instance
//如果supplier不为空，则直接取出supplier中的值返回
V value = supplier.get();
if (value != null) {
return value;
}
}
// else no supplier in cache
// or a supplier that returned null (could be a cleared CacheValue
// or a Factory that wasn't successful in installing the CacheValue)
//准备创建
// lazily construct a Factory
if (factory == null) {
factory = new Factory(key, parameter, subKey, valuesMap);
}
if (supplier == null) {
supplier = valuesMap.putIfAbsent(subKey, factory);
if (supplier == null) {
// successfully installed Factory
supplier = factory;
}
// else retry with winning supplier
} else {
if (valuesMap.replace(subKey, supplier, factory)) {
// successfully replaced
// cleared CacheEntry / unsuccessful Factory
// with our Factory
supplier = factory;
} else {
// retry with current supplier
supplier = valuesMap.get(subKey);
}
}
}
}
Invocationhandler接口类
//每一个代理类实例有一个相对应的InvocationHandler句柄，一旦代理类实例调用了其中一个method方法都会触发该句柄的invoke方法，并将相关信息返回
//1 proxy 代理类实例
//2 method ，调用的方法，
//3 args 该用法的参数
public interface InvocationHandler {
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
throws Throwable;
}
ProxyClassFactory 最终类通过反射来生成代理类
@Override
public Class<?> apply(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces) {
Map<Class<?>, Boolean> interfaceSet = new IdentityHashMap<>(interfaces.length);
for (Class<?> intf : interfaces) {
/*
* Verify that the class loader resolves the name of this
* interface to the same Class object.
*/
Class<?> interfaceClass = null;
try {
interfaceClass = Class.forName(intf.getName(), false, loader);
} catch (ClassNotFoundException e) {
}
if (interfaceClass != intf) {
throw new IllegalArgumentException(
intf + " is not visible from class loader");
}
/*
* Verify that the Class object actually represents an
* interface.
*/
if (!interfaceClass.isInterface()) {
throw new IllegalArgumentException(
interfaceClass.getName() + " is not an interface");
}
/*
* Verify that this interface is not a duplicate.
*/
if (interfaceSet.put(interfaceClass, Boolean.TRUE) != null) {
throw new IllegalArgumentException(
"repeated interface: " + interfaceClass.getName());
}
}
String proxyPkg = null; // package to define proxy class in
int accessFlags = Modifier.PUBLIC | Modifier.FINAL;
/*
* Record the package of a non-public proxy interface so that the
* proxy class will be defined in the same package. Verify that
* all non-public proxy interfaces are in the same package.
*/
for (Class<?> intf : interfaces) {
int flags = intf.getModifiers();
if (!Modifier.isPublic(flags)) {
accessFlags = Modifier.FINAL;
String name = intf.getName();
int n = name.lastIndexOf('.');
String pkg = ((n == -1) ? "" : name.substring(0, n + 1));
if (proxyPkg == null) {
proxyPkg = pkg;
} else if (!pkg.equals(proxyPkg)) {
throw new IllegalArgumentException(
"non-public interfaces from different packages");
}
}
}
if (proxyPkg == null) {
// if no non-public proxy interfaces, use the default package.
proxyPkg = "";
}
{
// Android-changed: Generate the proxy directly instead of calling
// through to ProxyGenerator.
List<Method> methods = getMethods(interfaces);
Collections.sort(methods, ORDER_BY_SIGNATURE_AND_SUBTYPE);
validateReturnTypes(methods);
List<Class<?>[]> exceptions = deduplicateAndGetExceptions(methods);
Method[] methodsArray = methods.toArray(new Method[methods.size()]);
Class<?>[][] exceptionsArray = exceptions.toArray(new Class<?>[exceptions.size()][]);
/*
* Choose a name for the proxy class to generate.
*/
long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement();
String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;
return generateProxy(proxyName, interfaces, loader, methodsArray,
exceptionsArray);
}
}
}
说了半天的动态代理，那么动态代理到底生成的类长啥样呢，我们如何才可以看到呢？
查询动态代理类
- 新建一个java module
- 将上述抽象接口和真实角色的class 考入java module中
- 新建一个ProxyUtils类
public static void generateClassFile(Class clazz,String proxyName)
{
byte[] classFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(proxyName, clazz.getInterfaces());
String path = clazz.getResource(".").getPath();
FileOutputStream fos = null;
try {
fos = new FileOutputStream(path + proxyName + ".class");
fos.write(classFile);
fos.flush();
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally {
try {
fos.close();
}catch(IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public static void main(String[] args) {
Subject subject=new Subject();//此处为真实角色的对象
ProxyInterface proxy =(ProxyInterface) Proxy.newProxyInstance(subject.getClass().getClassLoader(),
new Class[]{ProxyInterface.class},
new InvocationHandler() {
@Override
public Object invoke(Object o, Method method, Object[] objects) throws Throwable {
return null;
}
});
generateClassFile(Subject.class,"SubjectProxy");//第二个参数是生成的代理类名
proxy.confirmAction();
}
- 运行ProxyUtils类的Main函数，则会在build/classes/java/main/com/XXX/proxylib/目录下生成 SubjecProxy.class文件
- 分析一下这个class文件
1.他是一个最终类，并且继承Proxy ,实现了我们自己的抽象接口ProxyInterface
2.有一个public 修饰的构造函数，并且InvocationHandler作为参数
3.重写了Object的equals()、toString()、hasCode()方法
4.实现了抽象接口ProxyInterface的方法，方法体是使用InvocationHandler实例来调用它的invoke方法，并将代理实例、方法、参数作为参数回调回去
5.静态代码区：通过反射实现类名和方法的反射，并将反射的method存放到静态变量中
实际运行生成的代码如下：
public final class SubjectProxy extends Proxy implements ProxyInterface {
private static Method m1;
private static Method m2;
private static Method m3;
private static Method m0;
public SubjectProxy(InvocationHandler var1) throws {
super(var1);
}
public final boolean equals(Object var1) throws {
try {
return (Boolean)super.h.invoke(this, m1, new Object[]{var1});
} catch (RuntimeException | Error var3) {
throw var3;
} catch (Throwable var4) {
throw new UndeclaredThrowableException(var4);
}
}
public final String toString() throws {
try {
return (String)super.h.invoke(this, m2, (Object[])null);
} catch (RuntimeException | Error var2) {
throw var2;
} catch (Throwable var3) {
throw new UndeclaredThrowableException(var3);
}
}
public final void confirmAction() throws {
try {
super.h.invoke(this, m3, (Object[])null);
} catch (RuntimeException | Error var2) {
throw var2;
} catch (Throwable var3) {
throw new UndeclaredThrowableException(var3);
}
}
public final int hashCode() throws {
try {
return (Integer)super.h.invoke(this, m0, (Object[])null);
} catch (RuntimeException | Error var2) {
throw var2;
} catch (Throwable var3) {
throw new UndeclaredThrowableException(var3);
}
}
static {
try {
m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", Class.forName("java.lang.Object"));
m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString");
m3 = Class.forName("com.leon.proxylib.ProxyInterface").getMethod("confirmAction");
m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode");
} catch (NoSuchMethodException var2) {
throw new NoSuchMethodError(var2.getMessage());
} catch (ClassNotFoundException var3) {
throw new NoClassDefFoundError(var3.getMessage());
}
}
}
到此为止，已经将java的动态代理，代理模式包括相关源码的剖析都已经介绍完了，有需要的同学的可以自己跟着上面的额内容实操一下加强记忆。
知识点总结：
1、设计模式---代理模式
2、调用处理器InvocationHandler
3、Java反射机制
4、Map缓存机制
今天就学习到这里了，欢迎来踩点
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