深入剖析java代理模式

Java中代理模式有著廣泛的應(yīng)用，AOP就是最典型的應(yīng)用。

Java中代理模式一般涉及到的角色有

1、抽象角色：一般是個接口，Java原生的代理模式也只支持接口代理

2、真實角色：實現(xiàn)抽象接口的真實類，又叫委托類。

3、代理角色：代理角色內(nèi)部包含了真實角色的引用，且實現(xiàn)了與真實角色相同的接口，相當(dāng)于對真實角色進(jìn)行了封裝。這樣，代理角色可以執(zhí)行真實角色的操作，還能額外附加自己的操作。

靜態(tài)代理

我們通過代碼，實現(xiàn)一個簡單的靜態(tài)代理。模擬一個場景，網(wǎng)易為暴雪代理魔獸世界。

抽象接口：魔獸世界——Wow

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Java 代碼

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接口中一個待實現(xiàn)的方法：TBC（燃燒的遠(yuǎn)征）

實現(xiàn)類：暴雪——Blizzard

Java 代碼

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實現(xiàn)類很簡單，暴雪自己實現(xiàn)了tbc這個接口，開始燃燒的遠(yuǎn)征。

代理類：網(wǎng)易——NetEasy

Java 代碼

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在代理類網(wǎng)易中，包含了暴雪的實例對象，網(wǎng)易在實現(xiàn)tbc接口時，加入了自己的邏輯，并執(zhí)行了暴雪實現(xiàn)的方法。

寫個工廠方法獲取Wow的實例，對客戶隱藏了實現(xiàn)，玩家不知道是返回的是暴雪還是網(wǎng)易。

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Java 代碼

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寫個main函數(shù)測試下

Java 代碼

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這就是最簡單的一個靜態(tài)代理的模式，功能就是網(wǎng)易為暴雪代理魔獸世界。

靜態(tài)代理的缺陷：

1、如果接口中方法很多，代理類對每個方法都做代理，那么靜態(tài)代理類規(guī)模會非常龐大。

2、如果接口中增加/減少了一個方法，實現(xiàn)類和代理類都需要做相應(yīng)的修改，牽一發(fā)動全身。

動態(tài)代理

Java動態(tài)代理，程序并不難寫，但是想弄懂其中的原理，還是需要仔細(xì)研究jdk源碼的。

還是以上面的例子說明，魔獸世界Wow這個接口，還有暴雪Blizzard這個實現(xiàn)類，都無須改動。我們增加一個動態(tài)代理處理器和工廠方法。

Java 代碼

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DynamicHandler這個類很重要，它實現(xiàn)了InvocationHandler接口。Java中要實現(xiàn)動態(tài)代理，需要實現(xiàn)InvocationHandler這個接口。但是實現(xiàn)InvocationHandler接口的類，并不是動態(tài)代理類，動態(tài)代理類會在運行時生成，jvm在運行時，會根據(jù)實現(xiàn)了InvocationHandler接口的類生成一個動態(tài)代理類。因此有些文章將實現(xiàn)了InvocationHandler接口的類定義為動態(tài)代理類，這個是有欠妥當(dāng)?shù)模鋵嵵皇且粋€handler，真正的動態(tài)代理類是運行時生成的。

我們看DynamicHandler這個類，它實現(xiàn)了InvocationHandler接口中的invoke方法，invoke方法中植入了自己的邏輯，并用反射的方式對委托類進(jìn)行方法調(diào)用。僅僅看這個實現(xiàn)，其實很模糊，這個invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)方法在哪里調(diào)用的？

我么再看下動態(tài)工廠，它會返回動態(tài)代理的實例。同樣，對于客戶而言，并不知道實現(xiàn)Wow接口的是委托類還是代理類。

Java 代碼

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看上面的代碼，最關(guān)鍵的莫過于Proxy.newProxyInstance(blizzard.getClass().getClassLoader(), blizzard.getClass().getInterfaces(), invocatioonHandler)這句了。這一句在運行時會創(chuàng)建動態(tài)代理類并返回它的一個實例對象。我們看其源碼實現(xiàn)。Proxy.newProxyInstance(...)源碼較多，我們抽取其中的關(guān)鍵語句

Java 代碼

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中間省略了N句，

(1)Class cl = getProxyClass0(loader, intfs)返回運行時生成的動態(tài)代理類。

(2)final Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams)返回該代理類的構(gòu)造函數(shù)。

(3)cons.newInstance(new Object[]{h})則通過構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建代理類的實例對象，注意參數(shù)h就是傳遞的實現(xiàn)InvocationHandler接口的對象實例。

其中最關(guān)鍵的還是Class cl = getProxyClass0(loader, intfs); ?這句生成了動態(tài)代理類。跟蹤源代碼，最終找到以下語句

Java 代碼

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ProxyGenerator.generateProxyClass()完成了生成字節(jié)碼的動作，這個方法可以在運行時產(chǎn)生一個描述代理類字節(jié)碼的byte[]數(shù)組。具體實現(xiàn)這里暫時不深究。

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

defineClass0則是一個native方法，根據(jù)classloader，字節(jié)碼數(shù)組等動態(tài)生成一個class類。

我們寫一個main方法，測試一下動態(tài)代理

Html 代碼

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由于代理類是動態(tài)生成的，一般來說，并不能找到其class文件。我們加上System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");這句話，這樣可以在磁盤中看到class文件，位于項目根目錄下的com/sun/proxy路徑下，文件名為$Proxy0.class。反編譯一下，看其源碼

Java 代碼

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省略了equals, hashcode, toString方法，和tbc()的實現(xiàn)是類似的。

可以看到$Proxy0這個類繼承了Proxy類并實現(xiàn)了Wow接口。

由于繼承了Proxy類，因此擁有了InvocationHandler的實現(xiàn)類的實例，上面在DynamicFactory中，我們是通過Proxy.newInstance(......)傳遞了InvocationHandler的實現(xiàn)類實例的。

$Proxy0中tbc()的實現(xiàn)，this.h.invoke(this, m3, null); 其實就是調(diào)用了DynamicHandler中的invoke方法。

這樣一來，整個流程都串通了，我們終于弄清楚了整個流程。

總結(jié)

與靜態(tài)代理相比，動態(tài)代理將接口中的所有方法都通過InvocationHandler的invoke方法處理，比較靈活。

靜態(tài)代理的那些缺陷，動態(tài)代理基本都能解決。

從上面的實現(xiàn)中，我們還可以看到AOP的一個雛形。

Java中自帶的動態(tài)代理也有一定的局限性，它只是針對接口而言的，如果想對class對代理，則必須借助CGLib等開源jar包實現(xiàn)。而且關(guān)于其中的動態(tài)字節(jié)碼等關(guān)鍵技術(shù)，還有待深入研究。

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