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深入Java-动态代理+源码分析Proxy、Invocation

深入Java-动态代理+源码分析Proxy、Invocation

作者: Rflyee | 来源:发表于2020-12-08 20:43 被阅读0次

    先来理一下概念理论

    代理三要素

    抽象主题角色(Subject)
    具体主题角色(RealSubject)
    代理主题角色(Proxy)

    代理关系图

    image.png

    栗子

    Subject:购房需求
    RealSubject:小明的购房需求
    Proxy: 中介A(只为小明服务)

    中介可以帮助或者代理小明做一些事情,比如筛选房源、预沟通等等,这就是代理的好处,专业、高效。

    但是有以下问题:
    1、中介A只为小明服务,如果小红、小强都要买房,怎么办呢?
    2、小明还有买车需求,也想找中介帮忙,怎么办呢? 中介A懂房但不懂车。

    问题

    静态代理中,此时就需要new 新的代理类,无论怎么抽象、怎么封装,一个代理类总是能力有限的。
    要为每个目标Subject编写对应的代理类,随着系统庞大,工作量会剧增,并且可维护性变差。
    那么思考,面对变化万千的subject,如何才能少写代理类,或者不写代理类,又能完成代理功能呢?

    思考方向:
    一个接口(subject) --》如何得到一个代理类proxy? 这不是自动生成类吗?
    是的,反射、Class

    这就是动态代理。

    Java的解决方案,动态代理

    Java用jdk提供的ProxyInvocationHandler结合实现动态代理功能。
    先来看一段使用栗子

    // 获取 买房需求 的Class
    Class<?> proxyClass = Proxy.getProxyClass(BuyHouse.class.getClassLoader(), BuyHouse.class);
    
    // 通过Class的构造器Constructor 动态创建统一的代理服务Lianjia
    Constructor<?> constructor = proxyClass.getConstructor(InvocationHandler.class);
    BuyHouse lianjia = (BuyHouse) constructor.newInstance(new InvocationHandler() {
        @Override
        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
            // 这里就可以随意添加服务了
            // 根据不同人的需求,筛选房子
            XiaomingBuyHouse xiaomingBuyHouse = new XiaomingBuyHouse();
            System.out.println("Lianjia帮每个人筛选好房子");
    
            // RealSubject,真实客户的看房行为
            Object result = method.invoke(xiaomingBuyHouse, args);
    
            // 有了这个动态代理的功能,相当于能自动动态生成符合每个人需求的独立的代理服务
            // 这样单个中介 变成了 中介公司。效率更高、服务更好了
            return result;
        }
    });
    
    lianjia.seekHouse();
    
    // 简写
    BuyHouse lianjia2 = (BuyHouse) Proxy.newProxyInstance(BuyHouse.class.getClassLoader(), new Class[]{ BuyHouse.class }, new InvocationHandler() {
        @Override
        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
            // 进行代理
            return null;
        }
    });
    lianjia2.seekHouse();
    

    可以看到,java实现的动态代理离不开这几个核心点

    1、Proxy.getProxyClass 或者 Proxy.newProxyInstance
    2、InvocationHandler#invoke
    3、反射

    动态代理里,反射是贯穿始终的。

    大家可能会奇怪, 一个 ​Proxy​ 一个​InvocationHandler​,底层到底做什么了,怎么就能代理了呢?我们也没看到调用 ​InvocationHandler​的关键方法 ​invoke​啊。

    源码分析

    下面简单看源码分析一下。

    java.lang.reflect.Proxy#newProxyInstance
    getProxyClass0(loader, intfs)

    我们重点关注参数里的interfacesinvocationHandle,无论是 Proxy.​newProxyInstance()​方式 还是 ​getProxyClass()​方式,重点都落在了​getProxyClass0(loader, intfs)​

    是的,这就是代理类的核心生成逻辑。

    proxyClassCache.get(loader, interfaces)
    java.lang.reflect.Proxy#getProxyClass0


    对代理类的缓存策略,后边就能看出来,这是非常有必要的,这个缓存数据结构相当复杂,我们找到核心的点:

    java.lang.reflect.WeakCache#get

    我们看到proxyClassCache.get(loader, interfaces),无论如何缓存,找return就对了。

    if (supplier != null) {
        // supplier might be a Factory or a CacheValue<V> instance
        V value = supplier.get();
        if (value != null) {
            return value;
        }
    }
    

    supplier.get()

    然后就是 ​supplier.get()​,也就是 ​java.lang.reflect.WeakCache.Factory#get

    java.lang.reflect.WeakCache.Factory#get

    ​ 而这里的重点是 value = Objects.requireNonNull(valueFactory.apply(key, parameter));

    注:Objects.requireNonNull()返回值 还是参数本身哈,仅仅是进行非空判断,

    public static <T> T requireNonNull(T obj) {
            if (obj == null)
                throw new NullPointerException();
            return obj;
        }
    

    所以这里的重点就是 valueFactory.apply(key, parameter);
    valueFactory是什么呢?

    java.lang.reflect.WeakCache#WeakCache

    image

    是的,终于扯到关键了 ​ProxyClassFactory​

    java.lang.reflect.Proxy.ProxyClassFactory#apply
    java.lang.reflect.Proxy.ProxyClassFactory#apply

    到这里基本理顺了,所以动态代理的核心,还是利用上面讲到的反射等技术,动态生成代理类的过程。

    ProxyClassFactory#apply方法里省略里很多逻辑,大家可以展开一下,肯定会似曾相识。

    比如:

    1. 在代码中可以看到JDK生成的代理类的类名是“$Proxy”+序号。
    2. 如果接口是public的,代理类默认是public final的,并且生成的代理类默认放到com.sun.proxy这个包下。
    3. 如果接口是非public的,那么代理类也是非public的,并且生成的代理类会放在对应接口所在的包下。
    4. 如果接口是非public的,并且这些接口不在同一个包下,那么就会报错。
    sun.misc.ProxyGenerator.ProxyMethod#generateMethod

    如果要继续深入追寻 生成的 代理类 和 ​InvocationHandler​的​invoke​的关系,继续往里看两层,就是了👇

    sun.misc.ProxyGenerator#generateProxyClass(java.lang.String, java.lang.Class<?>[], int)

    sun.misc.ProxyGenerator#generateClassFile


    sun.misc.ProxyGenerator.ProxyMethod#generateMethod

    sun.misc.ProxyGenerator.ProxyMethod#generateMethod

    ​是的,就是我们生成字节码的常用套路。

    到这里,就完全扣上了,再回头看 java实现的动态代理离不开这几个核心点

    1、Proxy
    2、InvocationHandler
    3、反射技术

    参考
    https://www.zhihu.com/question/20794107
    https://www.cnblogs.com/liuyun1995/p/8157098.html

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