动态代理学习记录

作者: 寻找傅里叶 | 来源:发表于2021-06-22 19:54 被阅读0次

`JDK`动态代理

使用

首先定义一个接口类

// Person.java
package com.may.learning;

public interface Person {
    void check();
    void checkout();
}

再定义实现该接口的类,用以生成需要被代理的实例对象

// Employee.java
package com.may.learning;

public class Employee implements Person{
    private String name;

    public Employee(String name) {
        this.name = name;
    }
    public void check() {
        System.out.printf("%s 今天也要好好上班!\n", name);
    }

    public void checkout() {
        System.out.printf("%s 明天见\n", name);
    }
}

使用InvocationHandler定义invoke方法,用以替代被代理对象执行时的方法,并且使用newProxyInstance创建一个代理类.

// Welcome.java
package com.may.learning;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

public class Welcome {

    static class LogHandler implements InvocationHandler {
        Object obj;
        public LogHandler(Object obj) {
            this.obj = obj;
        }

        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
            System.out.println("准备打卡");
            method.invoke(obj, args);
            System.out.println("打卡完成");
            return null;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Employee("littlemay");
        LogHandler logHandler = new LogHandler(p);
        p = (Person) Proxy.newProxyInstance(p.getClass().getClassLoader(), p.getClass().getInterfaces(), logHandler);
        p.check();
        p.checkout();
    }
}

运行结果:

准备打卡
littlemay 今天也要好好上班!
打卡完成
准备打卡
littlemay 明天见
打卡完成

说明

进行调用的对象p事实上是根据Person接口的字节码临时构造的一个对象.通过Proxy.newProxyInstance方法进行构造,接收三个参数:

loader: 代理类的ClassLoader
interfaces:代理类需要实现的接口
handler:调用处理器实例,在这里是logHandler

InvocationHandler的invoke方法接收三个参数:

proxy: 代理后的对象,在这里是p
method: 被代理对象需要代理的方法
args: method执行时需要的参数

在实现InvocationHandler中,传入的proxy对象,和方法调用时的obj,需要区分开,并不是一个东西:
虽然proxy看似无用,但是却是可以实现链式调用进行返回的.参照:Understanding “proxy” arguments of the invoke method of java.lang.reflect.InvocationHandler.
而obj是需要传入的被代理对象实例.
比如在此基础上做一个边上班边增加工资的无聊功能:

// Person.java
package com.may.learning;

public interface Person {
    void check();
    void checkout();
    // new
    Person addSalary(double money);
    double getSalary();
}

// Employee.java
package com.may.learning;


public class Employee implements Person{
    private String name;
    private Double money;

    public Employee(String name, Double money) {
        this.name = name;
        this.money = money;
    }
    public void check() {
        System.out.printf("%s 今天也要好好上班!\n", name);
    }

    public void checkout() {
        System.out.printf("%s 明天见\n", name);
    }
    // new
    public Person addSalary(double money){
        this.money += money;
        return this;
    }

    public double getSalary() {
        return money;
    }
}

// Welcome.java
package com.may.learning;

import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

public class Welcome {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Person p = new Employee("littlemay", 10000.0);
        LogHandler logHandler = new LogHandler(p);
        p = (Person) Proxy
            .newProxyInstance(p.getClass().getClassLoader(), p.getClass().getInterfaces(),
                logHandler);
        p.check();
        System.out.println("工资余额: "+ p.getSalary());
        // 链式调用
        p.addSalary(100).addSalary(100).addSalary(1000);
        p.checkout();
        System.out.println("工资余额: "+ p.getSalary());
    }

    static class LogHandler implements InvocationHandler {

        Object obj;

        public LogHandler(Object obj) {
            this.obj = obj;
        }

        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
            if ("check".equals(method.getName())) {
                System.out.println("准备打卡");
                method.invoke(obj, args);
                System.out.println("打卡成功");
            } else if ("addSalary".equals(method.getName())) {
                method.invoke(obj, args);
                System.out.println("工资增加了");
            } else{
                return method.invoke(obj, args);
            }
            return proxy;
        }
    }
}

输出结果:

准备打卡
littlemay 今天也要好好上班!
打卡成功
工资余额: 10000.0
工资增加了
工资增加了
工资增加了
littlemay 明天见
工资余额: 11200.0

为什么说`JDK`代理只能基于接口实现呢

newProxyInstance是生成代理对象的class文件,更改代码获得生成的class文件:

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Person p = new Employee("littlemay");
        LogHandler logHandler = new LogHandler(p);
        p = (Person) Proxy.newProxyInstance(p.getClass().getClassLoader(), p.getClass().getInterfaces(), logHandler);
        // 获取字节码
        byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass("com.may.learning.$Proxy0", p.getClass().getInterfaces(),
            Modifier.PUBLIC);
        File file = new File("$Proxy0.class");
        OutputStream outputStream = new FileOutputStream(file);
        outputStream.write(proxyClassFile);
        // end
        p.check();
        p.checkout();
    }

查看字节码:

// $Proxy0.class
// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA
// (powered by Fernflower decompiler)
//

package com.may.learning;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException;

public class $Proxy0 extends Proxy implements Person {
    private static Method m1;
    private static Method m2;
    private static Method m4;
    private static Method m3;
    private static Method m0;

    public $Proxy0(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 check() throws  {
        try {
            super.h.invoke(this, m4, (Object[])null);
        } catch (RuntimeException | Error var2) {
            throw var2;
        } catch (Throwable var3) {
            throw new UndeclaredThrowableException(var3);
        }
    }

    public final void checkout() 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");
            m4 = Class.forName("com.may.learning.Person").getMethod("check");
            m3 = Class.forName("com.may.learning.Person").getMethod("checkout");
            m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode");
        } catch (NoSuchMethodException var2) {
            throw new NoSuchMethodError(var2.getMessage());
        } catch (ClassNotFoundException var3) {
            throw new NoClassDefFoundError(var3.getMessage());
        }
    }
}

可以发现$Proxy0已经继承了Proxy类,因为java不支持多继承,所以只能采用实现Person接口的方式来实现.

参考资料:
你真的完全了解Java动态代理吗？看这篇就够了
 Java动态代理
 为什么JDK的动态代理要基于接口实现而不能基于继承实现？
Java中InvocationHandler接口中第一个参数proxy详解

cglib动态代理

由于JDK动态代理只能基于接口实现,如果要对类进行代理,那么可以使用cglib动态代理.它是一个基于ASM的字节码生成库，允许在运行时对字节码进行修改和动态生成。

使用

添加依赖

        <dependency>
            <groupId>cglib</groupId>
            <artifactId>cglib</artifactId>
            <version>2.2.2</version>
        </dependency>

编写一个类

// UserDao.java
package com.may.learning;

public class UserDao {

    public void update() {
        System.out.println("update...");
    }

    public void select() {
        System.out.println("select...");
    }

    public final void show(){
        System.out.println("show");
    }
}

编写代理,intercept有四个参数，obj表示代理对象，method表示目标类中的方法，args表示方法参数，proxy表示代理方法的MethodProxy对象

// UserDaoInterceptor.java
package com.may.learning;

import java.lang.reflect.Method;
import org.springframework.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import org.springframework.cglib.proxy.MethodProxy;

public class UserDaoInterceptor implements MethodInterceptor {
    @Override
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
        // System.out.println(obj.getClass().getName());
        System.out.println("transaction open");
        Object o = proxy.invokeSuper(obj, args);
        System.out.println("transaction close");
        return o;
    }
}

需要调用invokeSuper方法,如果调用invoke会死循环导致栈溢出.原因在于:

invoke最终执行的是fci.f1.invoke(fci.i1, obj, args);
invokeSuper最终执行的是fci.f2.invoke(fci.i2, obj, args)
至于f1,f2分别代表什么,需要查看FastClassInfo.(FastClass机制就是对一个类的方法建立索引，通过索引来直接调用相应的方法.)

    private static class FastClassInfo {
        FastClass f1;  // 被代理对象的fastclass
        FastClass f2;  // 代理后对象的fastclass
        int i1; // 被代理方法在f1中的索引
        int i2; // 代理后方法在f2中的索引
}

因此如果使用invoke,最终还是调用被代理对象的被代理方法,仍然会进入到intercept中,如此循环下去.

利用enhancer.create()获取代理对象,进行调用

package com.may.learning;

import org.springframework.cglib.core.DebuggingClassWriter;
import org.springframework.cglib.proxy.Enhancer;

public class TestCglib {

    public static void main(String[] args) {
        System.setProperty(DebuggingClassWriter.DEBUG_LOCATION_PROPERTY,"/home/may/learning/java");
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        // 设置要代理的类
        enhancer.setSuperclass(UserDao.class);
         //设置回调
        enhancer.setCallback(new UserDaoInterceptor());
         // 生成代理对象
        UserDao userDao = (UserDao)enhancer.create();
        userDao.select();
        userDao.update();
        userDao.show();
    }
}

可以利用System.setProperty(DebuggingClassWriter.DEBUG_LOCATION_PROPERTY,"/home/may/learning/java");查看生成的字节码

说明

所有非final的方法都会转发到UserDaoInterceptor.invoke()方法中.所以show方法不会有事务开启关闭的语句输出.调用结果为:

transaction open
select...
transaction close
transaction open
update...
transaction close
show

因为每一次打印都会调用toString方法,所以如果在invoke方法中执行打印obj,会导致stackoverflow,这在两种动态代理方法都会出现.并且打断点调试会输出更多的语句.

查看生成的UserDao$$EnhancerByCGLIB$$8a7c533a.class文件,发现如果存在拦截器,会使用拦截器执行:

    public final void update() {
        MethodInterceptor var10000 = this.CGLIB$CALLBACK_0;
        if (var10000 == null) {
            CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);
            var10000 = this.CGLIB$CALLBACK_0;
        }

        if (var10000 != null) {
            var10000.intercept(this, CGLIB$update$1$Method, CGLIB$emptyArgs, CGLIB$update$1$Proxy);
        } else {
            super.update();
        }
    }

参考资料:
Java Proxy和CGLIB动态代理原理
 cglib源码分析（四）：cglib 动态代理原理分析
 CGLib动态代理

动态代理学习记录

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为什么说`JDK`代理只能基于接口实现呢

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