动态代理学习(二)JDK动态代理源码分析

简介: 动态代理学习(二)JDK动态代理源码分析

先看一个Demo:

public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
  private MyService target;
  public MyInvocationHandler(MyService target) {
    this.target = target;
  }
  @Override
  public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    Object invoke = method.invoke(target, args);
    System.out.println("proxy invoke");
    if (method.getReturnType().equals(Void.TYPE)) {
      return null;
    } else {
      System.out.println(invoke);
      return invoke+"proxy";
    }
  }
}
public interface MyService {
  void test01();
  void test02(String s);
}
public class MyServiceImpl implements MyService {
  @Override
  public void test01() {
    System.out.println("test01");
  }
  @Override
  public void test02(String s) {
    System.out.println(s);
  }
}

main方法:


public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    MyServiceImpl target = new MyServiceImpl();
    Class<? extends MyServiceImpl> clazz = target.getClass();
    MyService proxyInstance = (MyService) Proxy.newProxyInstance(clazz.getClassLoader(), clazz.getInterfaces()
        , new MyInvocationHandler(target));
    proxyInstance.test01();
    proxyInstance.test02("test02");
  }
}

我们运行Debug观察下生成的proxyInstance对象:

image.png

可以得出以下几个结论:


1.生成的代理类的类名是$Proxy0

2.代理类持有我们的MyInvocationHandler对象

这里我们越过不重要的代码,直接端点到java.lang.reflect.Proxy.ProxyClassFactory#apply这个方法,


我们分段分析这个方法的代码(简单的代码我们就直接跳过了):

 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");
                }

这段代码主要是为了确保类加载器对这个class文件解析后得到的是同一个对象。如果我们要确保两个对象相等的话,那么它们的类加载器必定是一样的。

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 com.sun.proxy package
                proxyPkg = ReflectUtil.PROXY_PACKAGE + ".";
            }

这段代码主要是在判断接口是否是public的,如果不是public的那么需要将代理类生成在接口同名的包下。否则生成的代理类在com.sun.proxy包下。


这里我们可以做一个验证:


1.我们测试接口如果不是public的,代理类会生成在接口的同一个包下,在这种情况下,我们可以在接口的同名包下新建一个类,类名为$Proxy0,如下:

// 接口换为包访问权限
interface MyService {
  void test01();
  void test02(String s);
}

新建一个类,类名为$Proxy0

image.png

2.main函数进行测试

  public static void main(String[] args) {
    MyServiceImpl target = new MyServiceImpl();
    Class<? extends MyServiceImpl> clazz = target.getClass();
        // 加载这个类到JVM中
    $Proxy0 proxy0 = new $Proxy0();
    MyService proxyInstance = (MyService) Proxy.newProxyInstance(clazz.getClassLoader(), clazz.getInterfaces()
        , new MyInvocationHandler(target));
    proxyInstance.test01();
    proxyInstance.test02("test02");
    }

运行后发现报错:显示有重复的类定义

Exception in thread "main" java.lang.LinkageError: loader (instance of  sun/misc/Launcher$AppClassLoader): attempted  duplicate class definition for name: "com/dmz/proxy/target/$Proxy0"
  at java.lang.reflect.Proxy.defineClass0(Native Method)
  at java.lang.reflect.Proxy.access$300(Proxy.java:228)
  at java.lang.reflect.Proxy$ProxyClassFactory.apply(Proxy.java:642)
  at java.lang.reflect.Proxy$ProxyClassFactory.apply(Proxy.java:557)
  at java.lang.reflect.WeakCache$Factory.get(WeakCache.java:230)
  at java.lang.reflect.WeakCache.get(WeakCache.java:127)
  at java.lang.reflect.Proxy.getProxyClass0(Proxy.java:419)
  at java.lang.reflect.Proxy.newProxyInstance(Proxy.java:719)
  at com.dmz.proxy.target.Main.main(Main.java:14)

从上面我们就验证了,如果不是public的那么需要将代理类生成在接口同名的包下

接下来我们验证,正常情况下,代理类会被生成在com.sun.proxy包下

1.同理,我们可以创建一个类,全类名为com.sun.proxy.$Proxy0

image.png

2.同时我们将接口改为public的,同样的我们会发现会报同一个错。

至此,证明完毕。我们继续看代码

            byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(
                proxyName, interfaces, accessFlags);
            try {
                return defineClass0(loader, proxyName,
                                    proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);
                // 省略部分代码......

我们可以看到,通过ProxyGenerator.generateProxyClass(proxyName, interfaces, accessFlags)生成一个字节流后,直接调用了defineClass0(…)方法,而且我们跟踪这个方法可以发现,这是一个本地方法。并且它直接返回了一个Class对象。

private static native Class<?> defineClass0(ClassLoader loader, String name,
                                            byte[] b, int off, int len);

回顾我们上一篇文章的实现思路:


image.png

对比后我们可以发现,我们自己实现时,是通过生成java文件,然后进行编译生成class文件,再将其加载到JVM中得到class对象。而对于jdk动态代理,直接通过一个字节流调用本地方法后直接生成class对象。


我们再回过头去看下jdk是如何给我们生成这个字节流的,这里我们主要关注sun.misc.ProxyGenerator#generateClassFile这个方法,这里我就不贴代码了。因为也是一些字符串的拼接动作,然后写入到一个字节流中,我们关注下最后生成的这个字节流是什么样子的,我们将其写入到一个文件中:

    MyServiceImpl target = new MyServiceImpl();
    Class<? extends MyServiceImpl> clazz = target.getClass();
    MyService proxyInstance = (MyService) Proxy.newProxyInstance(clazz.getClassLoader(), clazz.getInterfaces()
        , new MyInvocationHandler(target));
    byte[] bytes = ProxyGenerator.generateProxyClass("proxy", clazz.getInterfaces());
    File file = new File("G:\\com\\dmz\\proxy\\proxy.class");
    FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(file);
    outputStream.write(bytes);
    proxyInstance.test01();
    proxyInstance.test02("test02");

我们将得到的这个class文件放入idea反编译:

public final class proxy extends Proxy implements MyService {
    private static Method m1;
    private static Method m4;
    private static Method m2;
    private static Method m3;
    private static Method m0;
    public proxy(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 void test01() throws  {
        try {
            super.h.invoke(this, m4, (Object[])null);
        } catch (RuntimeException | Error var2) {
            throw var2;
        } catch (Throwable var3) {
            throw new UndeclaredThrowableException(var3);
        }
    }
    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 test02(String var1) throws  {
        try {
            super.h.invoke(this, m3, new Object[]{var1});
        } catch (RuntimeException | Error var3) {
            throw var3;
        } catch (Throwable var4) {
            throw new UndeclaredThrowableException(var4);
        }
    }
    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"));
            m4 = Class.forName("com.dmz.proxy.target.MyService").getMethod("test01");
            m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString");
            m3 = Class.forName("com.dmz.proxy.target.MyService").getMethod("test02", Class.forName("java.lang.String"));
            m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode");
        } catch (NoSuchMethodException var2) {
            throw new NoSuchMethodError(var2.getMessage());
        } catch (ClassNotFoundException var3) {
            throw new NoClassDefFoundError(var3.getMessage());
        }
    }
}

观察上面代码,我们可以发现以下几点:


1.代理类继承了Proxy这个类,正因为如此,所以jdk动态代理只能实现基于接口的代理,而不能实现对整个类进行代理,因为java是单继承的。那么为什么代理类一定要继承Proxy这个类呢?我们可以发现代理类并没有使用Proxy中的什么属性或者方法(虽然使用了InvocationHandler对象,但是也可以在生成class之初就将InvocationHandler放入到代理类中)。所以实际上不进行继承也是没有任何关系的。查了很多资料后发现,找到一个比较合理的解释如下:


JDK的动态代理只允许动态代理接口是设计使然,因为动态代理一个类存在一些问题。在代理模式中代理类只做一些额外的拦截处理,实际处理是转发到原始类做的。这里存在两个对象,代理对象跟原始对象。如果允许动态代理一个类,那么代理对象也会继承类的字段,而这些字段是实际上是没有使用的,对内存空间是一个浪费。因为代理对象只做转发处理,对象的字段存取都是在原始对象上处理。更为致命的是如果代理的类中有final的方法,动态生成的类是没法覆盖这个方法的,没法代理,而且存取的字段是代理对象上的字段,这显然不是我们希望的结果。spring aop框架就是这种模式。


总结起来主要两点


  • 我们在进行代理时,实际的方法执行逻辑仍然是交给目标类处理,这个时候代理类持有目标类中的字段只不过是对内存空间的一种浪费,其余没有任何作用。
  • 即使我们能接受对内存空间的浪费,然而如果我们在代理对象中操作代理对象中的字段,目标对象的字段不受任何影响,这显然也是不合理的。
  • 如果是基于继承实现代理,那么有final的方法的情况下,无法完成对final方法的代理。


2.代理类实现了我们目标对象实现的接口,所以说JDK动态代理是基于接口实现的。


3.代理对象不仅仅是对接口中的方法进行了代理,还对hashCode,equals,toString三个方法进行了代理,这也是为了覆盖目标类中的所有方法


//

相关文章
|
3月前
|
Java
Spring5入门到实战------9、AOP基本概念、底层原理、JDK动态代理实现
这篇文章是Spring5框架的实战教程,深入讲解了AOP的基本概念、如何利用动态代理实现AOP,特别是通过JDK动态代理机制在不修改源代码的情况下为业务逻辑添加新功能,降低代码耦合度,并通过具体代码示例演示了JDK动态代理的实现过程。
Spring5入门到实战------9、AOP基本概念、底层原理、JDK动态代理实现
|
21天前
|
设计模式 Java API
[Java]静态代理与动态代理(基于JDK1.8)
本文介绍了代理模式及其分类,包括静态代理和动态代理。静态代理分为面向接口和面向继承两种形式,分别通过手动创建代理类实现;动态代理则利用反射技术,在运行时动态创建代理对象,分为JDK动态代理和Cglib动态代理。文中通过具体代码示例详细讲解了各种代理模式的实现方式和应用场景。
17 0
[Java]静态代理与动态代理(基于JDK1.8)
|
1月前
|
Java
【编程进阶知识】静态代理、JDK动态代理及Cglib动态代理各自存在的缺点及代码示例
本文介绍了三种Java代理模式:静态代理、JDK动态代理和Cglib动态代理。静态代理针对特定接口或对象,需手动编码实现;JDK动态代理通过反射机制实现,适用于所有接口;Cglib动态代理则基于字节码技术,无需接口支持,但需引入外部库。每种方法各有优缺点,选择时应根据具体需求考虑。
18 1
|
1月前
|
Java
Java基础之 JDK8 HashMap 源码分析(中间写出与JDK7的区别)
这篇文章详细分析了Java中HashMap的源码,包括JDK8与JDK7的区别、构造函数、put和get方法的实现,以及位运算法的应用,并讨论了JDK8中的优化,如链表转红黑树的阈值和扩容机制。
23 1
|
3月前
|
Java API 开发者
Jdk动态代理为啥不能代理Class?
该文章主要介绍了JDK动态代理的原理以及为何JDK动态代理不能代理Class。
Jdk动态代理为啥不能代理Class?
|
3月前
|
开发者 C# 容器
【独家揭秘】当WPF邂逅DirectX:看这两个技术如何联手打造令人惊艳的高性能图形渲染体验,从环境搭建到代码实践,一步步教你成为图形编程高手
【8月更文挑战第31天】本文通过代码示例详细介绍了如何在WPF应用中集成DirectX以实现高性能图形渲染。首先创建WPF项目并使用SharpDX作为桥梁,然后在XAML中定义承载DirectX内容的容器。接着,通过C#代码初始化DirectX环境,设置渲染逻辑,并在WPF窗口中绘制图形。此方法适用于从简单2D到复杂3D场景的各种图形处理需求,为WPF开发者提供了高性能图形渲染的技术支持和实践指导。
212 0
|
3月前
|
设计模式 Java C++
揭秘!JDK动态代理VS CGLIB:一场关于Java代理界的‘宫心计’,你站哪队?
【8月更文挑战第24天】Java 动态代理是一种设计模式,允许在不改动原类的基础上通过代理类扩展功能。主要实现方式包括 JDK 动态代理和 CGLIB。前者基于接口,利用反射机制在运行时创建代理类;后者采用继承方式并通过字节码技术生成子类实现类的代理。两者在实现机制、性能及适用场景上有明显差异。JDK 动态代理适用于有接口的场景,而 CGLIB 更适合代理未实现接口的类,尽管性能更优但存在一些限制。开发者可根据需求选择合适的代理方式。
172 0
|
5月前
|
设计模式 Java 程序员
java动态代理(JDK和cglib)
java动态代理(JDK和cglib)
30 0
|
2月前
|
Java
安装JDK18没有JRE环境的解决办法
安装JDK18没有JRE环境的解决办法
313 3
|
3月前
|
Java 关系型数据库 MySQL
"解锁Java Web传奇之旅:从JDK1.8到Tomcat,再到MariaDB,一场跨越数据库的冒险安装盛宴,挑战你的技术极限!"
【8月更文挑战第19天】在Linux上搭建Java Web应用环境,需安装JDK 1.8、Tomcat及MariaDB。本指南详述了使用apt-get安装OpenJDK 1.8的方法,并验证其版本。接着下载与解压Tomcat至`/usr/local/`目录,并启动服务。最后,通过apt-get安装MariaDB,设置基本安全配置。完成这些步骤后,即可验证各组件的状态,为部署Java Web应用打下基础。
57 1