如何动态生成一个Java类
开发者编写Java 代码，调用 javac 编译生成 class 文件。然后通过类加载机制载入 JVM ,即成为了应用可以使用的 Java 类。
可以写一个编译类编译 java 代码:
import java.io.File; import java.io.FileWriter; import java.lang.reflect.Method; import javax.tools.JavaCompiler; import javax.tools.JavaCompiler.CompilationTask; import javax.tools.StandardJavaFileManager; import javax.tools.ToolProvider; /** * 动态生成类以及编译，JDK版本必须要在1.6，或者1.6以上 */ public class CompilerTest { //回车加换行符 static String rt = "\r\n"; //生成类的源文件，写成字符串的形式 static String src = "package com.test;"+ "public class HelloWorld {" + rt + " public static void main(String[] args) {" + rt + " System.out.println(\"Hello world!\");" + rt + " }" + rt + "}"; public static void main (String[] args) throws Exception { //写文件，目录可以自己定义 String filename = System.getProperty ("user.dir") + "/src/HelloWorld.java"; //System.out.println (filename); File file = new File (filename); FileWriter fw = new FileWriter (file); fw.write(src); fw.flush(); fw.close(); //编译文件,调用jdk本身的工具 JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler(); System.out.println(compiler.getClass().getName()); StandardJavaFileManager sjfm = compiler.getStandardFileManager (null, null, null); Iterable units = sjfm.getJavaFileObjects (filename); CompilationTask ct = compiler.getTask (null, sjfm, null, null, null, units); // 动态编译可执行的代码 ct.call(); Class<?> clazz = Class.forName("com.test.HelloWorld"); try { // 生成对象 Object obj = clazz.newInstance(); Class<? extends Object> cls = obj.getClass(); // 调用main方法 Method m = clazz.getMethod("main",String[].class); Object invoke = m.invoke(obj, new Object[] { new String[] {} }); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } sjfm.close(); } }
字节码如何转换成Class 对象
类加载过程，这一步是通过 defineClass 方法实现的。将字节码转换成 Class 对象。defineClass 最终都是本地代码实现的。
protected fnal Class<?> defneClass(String name, byte[] b, int of, int len,ProtectionDomain protectionDomain) protected fnal Class<?> defneClass(String name, java.nio.ByteBufer b,ProtectionDomain protectionDomain)
JDK Proxy的实现
JDK dynamic Proxy，JDK动态代理的实现逻辑在 ProxyBuilder 这个静态内部类中 ，ProxyGenerator 生成字节码，并 byte 数组的形式保存，然后通过调用 Unsafe 提供的 defineClass 入库。
byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(proxyName, interfaces.toArray(EMPTY_CLASS_ARRAY), accessFlags); try { Class<?> pc = UNSAFE.defneClass(proxyName, proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length,loader, null); reverseProxyCache.sub(pc).putIfAbsent(loader, Boolean.TRUE); return pc; } catch (ClassFormatError e) { // 如果出现ClassFormatError，很可能是输入参数有问题，比如， ProxyGenerator有bug
JDK 动态代理是如何生成字节码的？
主要通过 java.lang.reflect.ProxyGenerator 的内部实现。
private byte[] generateClassFile() { //第一步, 将所有的方法组装成ProxyMethod对象 //首先为代理类生成toString, hashCode, equals等代理方法 addProxyMethod(hashCodeMethod, Object.class); addProxyMethod(equalsMethod, Object.class); addProxyMethod(toStringMethod, Object.class); //遍历每一个接口的每一个方法, 并且为其生成ProxyMethod对象 for (int i = 0; i < interfaces.length; i++) { Method[] methods = interfaces[i].getMethods(); for (int j = 0; j < methods.length; j++) { addProxyMethod(methods[j], interfaces[i]); } } //对于具有相同签名的代理方法, 检验方法的返回值是否兼容 for (List<ProxyMethod> sigmethods : proxyMethods.values()) { checkReturnTypes(sigmethods); } //第二步, 组装要生成的class文件的所有的字段信息和方法信息 try { //添加构造器方法 methods.add(generateConstructor()); //遍历缓存中的代理方法 for (List<ProxyMethod> sigmethods : proxyMethods.values()) { for (ProxyMethod pm : sigmethods) { //添加代理类的静态字段, 例如:private static Method m1; fields.add(new FieldInfo(pm.methodFieldName, "Ljava/lang/reflect/Method;", ACC_PRIVATE | ACC_STATIC)); //添加代理类的代理方法 methods.add(pm.generateMethod()); } } //添加代理类的静态字段初始化方法 methods.add(generateStaticInitializer()); } catch (IOException e) { throw new InternalError("unexpected I/O Exception"); } //验证方法和字段集合不能大于65535 if (methods.size() > 65535) { throw new IllegalArgumentException("method limit exceeded"); } if (fields.size() > 65535) { throw new IllegalArgumentException("field limit exceeded"); } //第三步, 写入最终的class文件 //验证常量池中存在代理类的全限定名 cp.getClass(dotToSlash(className)); //验证常量池中存在代理类父类的全限定名, 父类名为:"java/lang/reflect/Proxy" cp.getClass(superclassName); //验证常量池存在代理类接口的全限定名 for (int i = 0; i < interfaces.length; i++) { cp.getClass(dotToSlash(interfaces[i].getName())); } //接下来要开始写入文件了,设置常量池只读 cp.setReadOnly(); ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream(); DataOutputStream dout = new DataOutputStream(bout); try { //1.写入魔数 dout.writeInt(0xCAFEBABE); //2.写入次版本号 dout.writeShort(CLASSFILE_MINOR_VERSION); //3.写入主版本号 dout.writeShort(CLASSFILE_MAJOR_VERSION); //4.写入常量池 cp.write(dout); //5.写入访问修饰符 dout.writeShort(ACC_PUBLIC | ACC_FINAL | ACC_SUPER); //6.写入类索引 dout.writeShort(cp.getClass(dotToSlash(className))); //7.写入父类索引, 生成的代理类都继承自Proxy dout.writeShort(cp.getClass(superclassName)); //8.写入接口计数值 dout.writeShort(interfaces.length); //9.写入接口集合 for (int i = 0; i < interfaces.length; i++) { dout.writeShort(cp.getClass(dotToSlash(interfaces[i].getName()))); } //10.写入字段计数值 dout.writeShort(fields.size()); //11.写入字段集合 for (FieldInfo f : fields) { f.write(dout); } //12.写入方法计数值 dout.writeShort(methods.size()); //13.写入方法集合 for (MethodInfo m : methods) { m.write(dout); } //14.写入属性计数值, 代理类class文件没有属性所以为0 dout.writeShort(0); } catch (IOException e) { throw new InternalError("unexpected I/O Exception"); } //转换成二进制数组输出 return bout.toByteArray(); }
- http://hg.openjdk.java.net/jdk/jdk/file/29169633327c/src/java.base/share/classes/java/lang/reflect/ProxyGenerator.java
- https://docs.oracle.com/javase/9/docs/api/java/io/DataOutputStream.html
JDK 动态代理的实现
- 提供一个基础的接口，作为调用类型和代理类之间的统一入库。如 com.test.Hello。
- 实现 InvocationHandler ,对代理对象方法的调用，会被分派到其 invoke 方法来真正实现动作。
- 通过 Proxy 类,调用 newProxyInstance 方法，升一个实现了相应基础接口的代理类实现。
public satic Object newProxyInsance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)
