Java实现JDK动态代理的原理详解
目录
概念
案例
静态代理
JDK动态代理模式
原理分析
真相大白
概念代理：为控制A对象，而创建出新B对象，由B对象代替执行A对象所有操作，称之为代理。一个代理体系建立涉及到3个参与角色：真实对象(A)，代理对象(B)，客户端。
其中的代理对象(B)起到中介作用，连通真实对象(A)与客户端，如果进一步拓展，代理对象可以实现更加复杂逻辑，比如对真实对象进行访问控制。
案例需求：员工业务层接口调用save需要admin权限，调用list不需要权限，没权限调用时抛出异常提示。
静态代理/**
* 代理接口
*/
public interface IEmployeeService {
void save();
void list();
}
/**
* 真实对象
*/
public class EmployeeServiceImpl implements IEmployeeService {
@Override
public void save() {
System.out.println("EmployeeServiceImpl-正常的save....");
}
@Override
public void list() {
System.out.println("EmployeeServiceImpl-正常的list....");
}
}
/**
* 模拟当前登录用户对象
*/
public class SessionHolder {
private static String currentUser;
public static String getCurrentUser(){
return currentUser;
}
public static void setCurrentUser(String currentUser){
SessionHolder.currentUser = currentUser;
}
}
/**
* 代理对象
*/
public class EmployeeProxy implements IEmployeeService {
//真实对象
private EmployeeServiceImpl employeeService;
public EmployeeProxy(EmployeeServiceImpl employeeService){
this.employeeService = employeeService;
}
@Override
public void save() {
//权限判断
if("admin".equals(SessionHolder.getCurrentUser())){
employeeService.save();
}else{
throw new RuntimeException("当前非admin用户，不能执行save操作");
}
}
@Override
public void list() {
employeeService.list();
}
}
public class App {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("----------------真实对象--------------------");
EmployeeServiceImpl employeeService = new EmployeeServiceImpl();
employeeService.list();
employeeService.save();
System.out.println("----------------代理对象--------------------");
SessionHolder.setCurrentUser("dafei"); //设置权限(当前登录用户)
EmployeeProxy employeeProxy = new EmployeeProxy(employeeService);
employeeProxy.list();
employeeProxy.save();
}
}
----------------真实对象--------------------
EmployeeServiceImpl-正常的list....
EmployeeServiceImpl-正常的save....
----------------代理对象--------------------
EmployeeServiceImpl-正常的list....
Exception in thread "main" java.lang.RuntimeException: 当前非admin用户，不能执行save操作
at com.langfeiyes.pattern.proxy.demo.EmployeeProxy.save(EmployeeProxy.java:20)
at com.langfeiyes.pattern.proxy.demo.App.main(App.java:16)
使用真实对象EmployeeServiceImpl 直接调用时，不管是list 还是save都能直接访问，但不符合需求上的admin权限限制。如果使用代理对象EmployeeProxy，可以完成需求实现。
通过直接创建新类新类代理对象方式完成代理逻辑，这种方式称之为静态代理模式。
JDK动态代理模式Java常用的动态代理模式有JDK动态代理，也有cglib动态代理，此处重点讲解JDK的动态代理
还是原来的需求，前面的IEmployeeService EmployeeServiceImpl SessionHolder 都没变，新加一个JDK代理控制器-EmployeeInvocationHandler
/**
* jdk动态代理控制类，由它牵头代理类获取，代理方法的执行
*/
public class EmployeeInvocationHandler implements InvocationHandler {
//真实对象-EmployeeServiceImpl
private Object target;
public EmployeeInvocationHandler(Object target){
this.target = target;
}
//获取jvm在内存中生成代理对象
public Object getProxy(){
return Proxy.newProxyInstance(
target.getClass().getClassLoader(),
target.getClass().getInterfaces(),
this);
}
//代理对象控制执行方法
//参数1：代理对象
//参数2：真实对象的方法（使用方式得到方法对象）
//参数3：真实对象方法参数列表
//此处是代理对象对外暴露的可编辑的方法处理场所，代理对象每调用一个次方法，就会执行一次invoke
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
String name = method.getName();
if("save".equals(name) && !"admin".equals(SessionHolder.getCurrentUser())){
throw new RuntimeException("当前非admin用户，不能执行save操作");
}
return method.invoke(target, args);
}
}
测试App类稍微改动下：
public class App {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("----------------真实对象--------------------");
EmployeeServiceImpl employeeService = new EmployeeServiceImpl();
employeeService.list();
employeeService.save();
System.out.println("----------------代理对象--------------------");
SessionHolder.setCurrentUser("dafei");
EmployeeInvocationHandler handler =
new EmployeeInvocationHandler(employeeService);
IEmployeeService proxy = (IEmployeeService) handler.getProxy();
proxy.list();
proxy.save();
}
}
上面代码一样可以实现需求，跟静态代理区别就在于少创建了代理对象。此时存在疑问点，没有创建代理对象，为啥可以实现代理类调用呢？？
原理分析先抛出结论JDK动态代理底层实现原理：使用接口实现方式，运行时，在内存中动态构建出一个类，然后编译，执行。这个类是一次性的，JVM停止，代理类就消失。
参与角色 要理解JDK动态代理原理，首先得了解JDK动态代理涉及到的类
InvocationHandler：真实对象方法调用处理器，内置invoke方法，其功能：为真实对象定制代理逻辑
EmployeeInvocationHandler：员工服务真实对象方法调用处理器，此类有3个用途： 1>设置真实对象
//真实对象-EmployeeServiceImpl
private Object target;
public EmployeeInvocationHandler(Object target){
this.target = target;
}
2>定制代理方法实现逻辑
为真实对象save方法添加了权限校验逻辑
//代理对象控制执行方法
//参数1：代理对象
//参数2：真实对象的方法（使用方式得到方法对象）
//参数3：真实对象方法参数列表
//此处是代理对象对外暴露的可编辑的方法处理场所，代理对象每调用一个次方法，就会执行一次invoke
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
String name = method.getName();
if("save".equals(name) && !"admin".equals(SessionHolder.getCurrentUser())){
throw new RuntimeException("当前非admin用户，不能执行save操作");
}
return method.invoke(target, args);
}
3>返回代理对象
方法执行完之后，返回一个名为：$ProxyX的代理类(其中的X是序号，一般默认为0)，这代理类由JDK动态构建出来。
//获取jvm在内存中生成代理对象
public Object getProxy(){
return Proxy.newProxyInstance(
target.getClass().getClassLoader(),
target.getClass().getInterfaces(),
this);
}
Proxy：动态代理控制类，是JDK动态生成的$ProxyX类的父类，它作用如下：
1>通过调用ProxyBuilder 类builder方法构建代理对象类
private static Constructor<?> getProxyConstructor(Class<?> caller,
ClassLoader loader,
Class<?>... interfaces){
return proxyCache.sub(intf).computeIfAbsent(
loader,
(ld, clv) -> new ProxyBuilder(ld, clv.key()).build()
);
}
2>通过newProxyInstance方法返回$ProxyX类的实例
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
Class<?>[] interfaces,
InvocationHandler h) {
//...
}
$Proxy0：App类运行时，JDK动态构建出来的代理类，继承至Proxy类
public class App {
public static void main(String[] args) {
//System.setProperty("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");
System.setProperty("jdk.proxy.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");
System.out.println("----------------真实对象--------------------");
EmployeeServiceImpl employeeService = new EmployeeServiceImpl();
employeeService.list();
employeeService.save();
System.out.println("----------------代理对象--------------------");
SessionHolder.setCurrentUser("dafei");
EmployeeInvocationHandler handler =
new EmployeeInvocationHandler(employeeService);
IEmployeeService proxy = (IEmployeeService) handler.getProxy();
proxy.list();
proxy.save();
}
}
默认情况下JVM是不保存动态创建代理类字节码对象的，可以在main方法中配置代理参数让字节码保留
//JDK8之前
System.setProperty("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");
//JDK8之后
System.setProperty("jdk.proxy.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");
执行完之后，会在项目根目录生成代理类字节码对象。
为了方便解读，将一些不需要的方法剔除之后
$Proxy0类
public class $Proxy0 extends Proxy implements IEmployeeService {
private static Method m4;
private static Method m3;
static {
try {
m4 = Class.forName("com.langfeiyes.proxy.demo.IEmployeeService")
.getMethod("save");
m3 = Class.forName("com.langfeiyes.proxy.demo.IEmployeeService")
.getMethod("list");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
public $Proxy0(InvocationHandler var1) throws Throwable {
super(var1);
}
public final void save() throws Throwable {
super.h.invoke(this, m4, (Object[])null);
}
public final void list() throws Throwable{
super.h.invoke(this, m3, (Object[])null);
}
}
从源码上看，$Proxy0的特点：
1>继承了Proxy类，实现了IEmployeeService 接口
2>通过静态块的方式反射IEmployeeService接口save与list方法，得到他们的方法对象Method
3>调用父类构造器，需要传入InvocationHandler 参数
4>重写IEmployeeService接口的save list方法靠的是父类Proxy的h属性.invoke方法
真相大白下图所有参与动态代理的类：
下图是上图的操作时序图，跟着走就对了
到这，JDK动态代理就ok了。
