Java 有两种代理方式，一种是静态代理，另一种是动态代理。对于静态代理，其实就是通过依赖注入，对对象进行封装，不让外部知道实现的细节。很多 API 就是通过这种形式来封装的。
代理模式结构图（图片来自《大话设计模式》）
下面看下两者在概念上的解释：
静态代理
静态代理类：由程序员创建或者由第三方工具生成，再进行编译；在程序运行之前，代理类的.class文件已经存在了。
静态代理类通常只代理一个类。
静态代理事先知道要代理的是什么。
动态代理
动态代理类：在程序运行时，通过反射机制动态生成。
动态代理类通常代理接口下的所有类。
动态代理事先不知道要代理的是什么，只有在运行的时候才能确定。
动态代理的调用处理程序必须事先InvocationHandler接口，及使用Proxy类中的newProxyInstance方法动态的创建代理类。
Java动态代理只能代理接口，要代理类需要使用第三方的CLIGB等类库。
动态代理的好处
Java动态代理的优势是实现无侵入式的代码扩展，也就是方法的增强；让你可以在不用修改源码的情况下，增强一些方法；在方法的前后你可以做你任何想做的事情（甚至不去执行这个方法就可以）。此外，也可以减少代码量，如果采用静态代理，类的方法比较多的时候，得手写大量代码。
动态代理实例
静态代理的实例这里就不说了，比较简单。在 java 的 java.lang.reflect 包下提供了一个 Proxy 类和一个 InvocationHandler 接口，通过这个类和这个接口可以生成 JDK 动态代理类和动态代理对象。下面讲讲动态代理的实现。
先定义一个接口：
public interface Person { void setName(String name);
}再定义一个学生 Student 类来实现 Person 接口，每一个学生都有一个自己的名字：
public class Student implements Person {
private String mName; public Student(String name) {
mName = name;
} public void setName(String name) {
mName = name;
}
}
Student 类中，定义了一个私有变量 mName，用来表示 Student 的名字。接下去定义一个代理 handler，就是用来帮我们处理代理的 :
public class PersonHandler<T> implements InvocationHandler { // 代理的目标对象
private T mTarget; public PersonHandler(T target) {
mTarget = target;
}
@Override public Object invoke(Object o, Method method, Object[] objects) throws Throwable { // 调用开始前的操作 ProxyUtil.start(); // 调用方法,通过反射的形式来调用 mTarget 的 method
Object result = method.invoke(mTarget, objects); // 打印改名前的名字
ProxyUtil.log(objects[0].toString()); // 调用结束后的操作 ProxyUtil.finish(); return result;
}
}
可以发现，我们在调用代码前后都做了一些操作，甚至可以直接拦截该方法，不让其运行。其中定义了一个 ProxyUtil 类，方便我们做一些操作：
public class ProxyUtil { private static final String TAG = "ProxyUtil"; public static void start() {
Log.d(TAG, "start: " + System.currentTimeMillis());
} public static void finish() {
Log.d(TAG, "finish: " + System.currentTimeMillis());
} public static void log(String name) {
Log.d(TAG, "log: " + name);
}
}
接下去开始编写代理的实现：
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
@Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main); //创建一个实例对象，这个对象是被代理的对象
Person zhangsan = new Student("张三"); //创建一个与代理对象相关联的 InvocationHandler
PersonHandler stuHandler = new PersonHandler<>(zhangsan); //创建一个代理对象 stuProxy 来代理 zhangsan，代理对象的每个执行方法都会替换执行 Invocation 中的 invoke 方法
Person stuProxy = (Person) Proxy.newProxyInstance(Person.class.getClassLoader(), new Class<?>[]{Person.class}, stuHandler); //代理执行 setName 的方法
stuProxy.setName("王五");
}
看下打印输出：
可以发现代理成功了。并且我们在调用方式的之前之后，都做了一些操作。Spring 的 AOP 其就是通过动态代理的机制实现的。
其中，我们将 stuProxy 的类名打印出来：
Log.d(TAG, "onCreate: " + stuProxy.getClass().getCanonicalName());
发现其名字竟然是 $Proxy0。具体原因下面会解释。
源码分析
上面我们利用 Proxy 类的 newProxyInstance 方法创建了一个动态代理对象，查看该方法的源码:
/**
* Returns an instance of a proxy class for the specified interfaces
* that dispatches method invocations to the specified invocation
* handler.
*
* <p>{@code Proxy.newProxyInstance} throws
* {@code IllegalArgumentException} for the same reasons that
* {@code Proxy.getProxyClass} does.
*
* @param loader the class loader to define the proxy class
* @param interfaces the list of interfaces for the proxy class
* to implement
* @param h the invocation handler to dispatch method invocations to
* @return a proxy instance with the specified invocation handler of a
* proxy class that is defined by the specified class loader
* and that implements the specified interfaces
* @throws IllegalArgumentException if any of the restrictions on the
* parameters that may be passed to {@code getProxyClass}
* are violated
* @throws SecurityException if a security manager, <em>s</em>, is present
* and any of the following conditions is met:
* <ul>
* <li> the given {@code loader} is {@code null} and
* the caller's class loader is not {@code null} and the
* invocation of {@link SecurityManager#checkPermission
* s.checkPermission} with
* {@code RuntimePermission("getClassLoader")} permission
* denies access;</li>
* <li> for each proxy interface, {@code intf},
* the caller's class loader is not the same as or an
* ancestor of the class loader for {@code intf} and
* invocation of {@link SecurityManager#checkPackageAccess
* s.checkPackageAccess()} denies access to {@code intf};</li>
* <li> any of the given proxy interfaces is non-public and the
* caller class is not in the same {@linkplain Package runtime package}
* as the non-public interface and the invocation of
* {@link SecurityManager#checkPermission s.checkPermission} with
* {@code ReflectPermission("newProxyInPackage.{package name}")}
* permission denies access.</li>
* </ul>
* @throws NullPointerException if the {@code interfaces} array
* argument or any of its elements are {@code null}, or
* if the invocation handler, {@code h}, is
* {@code null} */
@CallerSensitive public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
Class<?>[] interfaces,
InvocationHandler h) throws IllegalArgumentException
{
// 判空，判断 h 对象是否为空，为空就抛出 NullPointerException Objects.requireNonNull(h); final Class<?>[] intfs = interfaces.clone(); final SecurityManager sm = System.getSecurityManager(); if (sm != null) {
// 进行包访问权限、类加载器等权限检查 checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs);
} /*
* Look up or generate the designated proxy class. */
Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs); /*
* Invoke its constructor with the designated invocation handler. */
try { if (sm != null) {
checkNewProxyPermission(Reflection.getCallerClass(), cl);
} final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams); final InvocationHandler ih = h; if (!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) {
AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() { public Void run() {
cons.setAccessible(true); return null;
}
});
} return cons.newInstance(new Object[]{h});
} catch (IllegalAccessException|InstantiationException e) { throw new InternalError(e.toString(), e);
} catch (InvocationTargetException e) {
Throwable t = e.getCause(); if (t instanceof RuntimeException) { throw (RuntimeException) t;
} else { throw new InternalError(t.toString(), t);
}
} catch (NoSuchMethodException e) { throw new InternalError(e.toString(), e);
}
}
在生成代理类的过程中，会进行一些列检查，比如访问权限之类的。接下去我们来看 getProxyClass0 方法的源码：
/**
* Generate a proxy class. Must call the checkProxyAccess method
* to perform permission checks before calling this. */
private static Class<?> getProxyClass0(ClassLoader loader,
Class<?>... interfaces) {
// 数量超过 65535 就抛出异常，665535 这个就不用说了吧 if (interfaces.length > 65535) { throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");
} // If the proxy class defined by the given loader implementing // the given interfaces exists, this will simply return the cached copy; // otherwise, it will create the proxy class via the ProxyClassFactory
return proxyClassCache.get(loader, interfaces);
}
最后发现会对生成的代理类进行缓存，有了，就不直接返回，没有的，还得生成代理类，我们继续往下走：
proxyClassCache = new WeakCache<>(new KeyFactory(), new ProxyClassFactory());
关键点在于 ProxyClassFactory 这个类，从名字也可以猜出来这个类的作用。看看代码：
/**
* A factory function that generates, defines and returns the proxy class given
* the ClassLoader and array of interfaces. */
private static final class ProxyClassFactory implements BiFunction<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>>
{ // prefix for all proxy class names 定义前缀
private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy"; // next number to use for generation of unique proxy class names 原子操作，适用于多线程
private static final AtomicLong nextUniqueNumber = new AtomicLong();
@Override public Class<?> apply(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces) {
Map<Class<?>, Boolean> interfaceSet = new IdentityHashMap<>(interfaces.length); for (Class<?> intf : interfaces) { /*
* Verify that the class loader resolves the name of this
* interface to the same Class object. */
Class<?> interfaceClass = null; try {
// 通过反射获取到接口类
interfaceClass = Class.forName(intf.getName(), false, loader);
} catch (ClassNotFoundException e) {
}
// 所得到的接口类与传进来的不相等，说明不是同一个类 if (interfaceClass != intf) { throw new IllegalArgumentException(
intf + " is not visible from class loader");
} /*
* Verify that the Class object actually represents an
* interface. */
if (!interfaceClass.isInterface()) { throw new IllegalArgumentException(
interfaceClass.getName() + " is not an interface");
} /*
* Verify that this interface is not a duplicate.
*/
if (interfaceSet.put(interfaceClass, Boolean.TRUE) != null) { throw new IllegalArgumentException( "repeated interface: " + interfaceClass.getName());
}
}
String proxyPkg = null; // package to define proxy class in
int accessFlags = Modifier.PUBLIC | Modifier.FINAL; /*
* Record the package of a non-public proxy interface so that the
* proxy class will be defined in the same package. Verify that
* all non-public proxy interfaces are in the same package. */
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 + ".";
} /*
* Choose a name for the proxy class to generate. */
long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement();
// 生产代理类的名字 String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num; /*
* Generate the specified proxy class. */
byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(
proxyName, interfaces, accessFlags); try { return defineClass0(loader, proxyName,
proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);
} catch (ClassFormatError e) { /*
* A ClassFormatError here means that (barring bugs in the
* proxy class generation code) there was some other
* invalid aspect of the arguments supplied to the proxy
* class creation (such as virtual machine limitations
* exceeded). */
throw new IllegalArgumentException(e.toString());
}
}
}
这里会通过反射获取接口的各种修饰符，包名等，然后根据规则命名代理类，最后调用 ProxyGenerator.generateProxyClass 生成了代理类。
ProxyGenerator.generateProxyClass 具体实现在 eclipse 上打开后，说是找不到源码：
不过，从其他地方找到了部分代码：
public static byte[] generateProxyClass(final String name,
Class[] interfaces)
{
ProxyGenerator gen = new ProxyGenerator(name, interfaces);
// 这里动态生成代理类的字节码，由于比较复杂就不进去看了
final byte[] classFile = gen.generateClassFile();
// 如果saveGeneratedFiles的值为true，则会把所生成的代理类的字节码保存到硬盘上
if (saveGeneratedFiles) {
java.security.AccessController.doPrivileged(
new java.security.PrivilegedAction<Void>() {
public Void run() {
try {
FileOutputStream file =
new FileOutputStream(dotToSlash(name) + ".class");
file.write(classFile);
file.close();
return null;
} catch (IOException e) {
throw new InternalError(
"I/O exception saving generated file: " + e);
}
}
});
}
// 返回代理类的字节码
return classFile;
}
我们可以自己试试 ProxyGenerator.generateProxyClass 的功能。
public class ProxyGeneratorUtils { /**
* 把代理类的字节码写到硬盘上
* @param path 保存路径
*/
public static void writeProxyClassToHardDisk(String path) {// 获取代理类的字节码
byte[] classFile = ProxyGenerator.generateProxyClass("$Proxy11", Student.class.getInterfaces());
FileOutputStream out = null;
try {
out = new FileOutputStream(path);
out.write(classFile);
out.flush();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally { try {
out.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
main 方法里面进行调用 ：
public class Main { public static void main(String[] args) {
ProxyGeneratorUtils.writeProxyClassToHardDisk("$Proxy0.class");
}
}可以发现，在根目录下生成了一个 $Proxy0.class 文件，文件内容反编译后如下：
import java.lang.reflect.InvocationHandler;import java.lang.reflect.Method;import java.lang.reflect.Proxy;import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException;import proxy.Person;public final class $Proxy0 extends Proxy implements Person
{ private static Method m1; private static Method m2; private static Method m3; private static Method m0;
/**
*注意这里是生成代理类的构造方法，方法参数为InvocationHandler类型，看到这，是不是就有点明白
*为何代理对象调用方法都是执行InvocationHandler中的invoke方法，而InvocationHandler又持有一个
*被代理对象的实例，不禁会想难道是....？ 没错，就是你想的那样。
*
*super(paramInvocationHandler)，是调用父类Proxy的构造方法。
*父类持有：protected InvocationHandler h;
*Proxy构造方法：
* protected Proxy(InvocationHandler h) {
* Objects.requireNonNull(h);
* this.h = h;
* }
* */
public $Proxy0(InvocationHandler paramInvocationHandler) throws
{ super(paramInvocationHandler);
}
//这个静态块本来是在最后的，我把它拿到前面来，方便描述
static
{ try
{ //看看这儿静态块儿里面有什么，是不是找到了giveMoney方法。请记住giveMoney通过反射得到的名字m3，其他的先不管
m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] { Class.forName("java.lang.Object") });
m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);
m3 = Class.forName("proxy.Person").getMethod("giveMoney", new Class[0]);
m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]); return;
} catch (NoSuchMethodException localNoSuchMethodException)
{ throw new NoSuchMethodError(localNoSuchMethodException.getMessage());
} catch (ClassNotFoundException localClassNotFoundException)
{ throw new NoClassDefFoundError(localClassNotFoundException.getMessage());
}
}
/**
*
*这里调用代理对象的giveMoney方法，直接就调用了InvocationHandler中的invoke方法，并把m3传了进去。
*this.h.invoke(this, m3, null);这里简单，明了。
*来，再想想，代理对象持有一个InvocationHandler对象，InvocationHandler对象持有一个被代理的对象，
*再联系到InvacationHandler中的invoke方法。嗯，就是这样。 */
public final void giveMoney() throws
{ try
{ this.h.invoke(this, m3, null); return;
} catch (Error|RuntimeException localError)
{ throw localError;
} catch (Throwable localThrowable)
{ throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
} //注意，这里为了节省篇幅，省去了toString，hashCode、equals方法的内容。原理和giveMoney方法一毛一样。}
jdk 为我们的生成了一个叫 $Proxy0（这个名字后面的0是编号，有多个代理类会一次递增）的代理类，这个类文件时放在内存中的，我们在创建代理对象时，就是通过反射获得这个类的构造方法，然后创建的代理实例。通过对这个生成的代理类源码的查看，我们很容易能看出，动态代理实现的具体过程。
我们可以对 InvocationHandler 看做一个中介类，中介类持有一个被代理对象，在 invoke 方法中调用了被代理对象的相应方法，而生成的代理类中持有中介类，因此，当我们在调用代理类的时候，就是再调用中介类的 invoke 方法，通过反射转为对被代理对象的调用。
代理类调用自己方法时，通过自身持有的中介类对象来调用中介类对象的 invoke 方法，从而达到代理执行被代理对象的方法。也就是说，动态代理通过中介类实现了具体的代理功能。
生成的代理类：$Proxy0 extends Proxy implements Person，我们看到代理类继承了 Proxy 类，所以也就决定了 java 动态代理只能对接口进行代理，Java 的继承机制注定了这些动态代理类们无法实现对 class 的动态代理。
参考文章：
原文出处：https://www.cnblogs.com/huansky/p/9573202.html
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