动态代理的两种方式JDK动态代理和cglib动态代理在上一篇中动态代理jdk和cglib的区别已经通过实例做了比较，那么动态代理的使用我们已经掌握了，但是知道了使用方法还远远不够，要想更深入了解，还得从源码读起，学习其根源才是我们学习的正确方式。
为了方便理解本文的重点，我们先说一下静态代理和动态代理的根本上的区别
静态代理是由程序员创建或工具生成代理类的源码，再编译代理类。所谓静态也就是在程序运行前就已经存在代理类的字节码文件（.class文件），代理类和委托类的关系在运行前就确定了。
动态代理类的源码是在程序运行期间由JVM根据反射等机制动态的生成，所以不存在代理类的字节码文件(.class文件)。代理类和委托类的关系是在程序运行时确定。
我们先来看一个熟悉的JDK动态代理的例子
Car接口
package proxy;public interface Car { public void run();
}Car实现类
package proxy;public class CarImpl implements Car{ public void run() {
System.out.println("car running");
}
}Car代理类
package proxy;import java.lang.reflect.InvocationHandler;import java.lang.reflect.Method;//JDK动态代理代理类 public class CarHandler implements InvocationHandler{ //真实类的对象
private Object car; //构造方法赋值给真实的类
public CarHandler(Object obj){ this.car = obj;
}//代理类执行方法时，调用的是这个方法
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println("before");
Object res = method.invoke(car, args);
System.out.println("after"); return res;
}
}main方法
package proxy;import java.lang.reflect.Proxy;public class main { public static void main(String[] args) {
CarImpl carImpl = new CarImpl();
CarHandler carHandler = new CarHandler(carImpl);
Car proxy = (Car)Proxy.newProxyInstance(
main.class.getClassLoader(), //第一个参数，获取ClassLoader
carImpl.getClass().getInterfaces(), //第二个参数，获取被代理类的接口
carHandler);//第三个参数，一个InvocationHandler对象，表示的是当我这个动态代理对象在调用方法的时候，会关联到哪一个InvocationHandler对象上
proxy.run();
}
}运行结果
before car running after
我们知道JDK动态代理的核心在于Proxy.newProxyInstance方法上，也就是生成的代理类上，我们跟进去查看
@CallerSensitive
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
Class<?>[] interfaces,
InvocationHandler h)
throws IllegalArgumentException {
Objects.requireNonNull(h); final Class<?>[] intfs = interfaces.clone(); final SecurityManager sm = System.getSecurityManager(); if (sm != null) {
checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs);
}
第一处注释 /*
* Look up or generate the designated proxy class.
*/
Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);
第二处注释 /*
* 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);
}
}在这个方法里，我标注了两处注释，这两处源码编写者也为我们做了英文注释，我们来看一下
Look up or generate the designated proxy class.//查找并生成指定的代理类的class
Invoke its constructor with the designated invocation handler.//使用我们实现的InvocationHandler作为参数调用构造方法来获得代理类的实例
其中第一处是生成class文件，也就是java动态生成class类，第二处是调用该class类的构造函数，并将我们的carHandler作为参数传进去。第二步我们都知道，就是一个普通的java类调用一下构造方法而已，我们关注的重点是jdk怎么动态生成的这个class文件。
我们跟进Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);
private static Class<?> getProxyClass0(ClassLoader loader,
Class<?>... interfaces) {
// 代理的接口数量大于65535时抛出异常
if (interfaces.length > 65535) {
throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");
}
// JDK对代理类进行了缓存，如果已经存在相应的代理类，则直接返回，否则才会通过ProxyClassFactory来创建代理
return proxyClassCache.get(loader, interfaces);
}getProxyClass0(loader, intfs);方法里我们根据注释可以知道，JDK对代理类的接口做了个数限制，并且维护了一个代理类的缓存集合，如果有缓存就直接返回，否则就通过ProxyClassFactory去创建，在我们上面的实例中，并没有代理缓存，所以我们去看ProxyClassFactory类是怎么生成class的，ProxyClassFactory是Proxy的一个静态内部类
private static final class ProxyClassFactory
implements BiFunction<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>>
{
// prefix for all proxy class names// 第1处注释
private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy";// 第2处注释
// next number to use for generation of unique proxy class names
private static final AtomicLong nextUniqueNumber = new AtomicLong();
@Override public Class<?> apply(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces) {
Map<Class<?>, Boolean> interfaceSet = new IdentityHashMap<>(interfaces.length);//验证逻辑，我们可以略过这段逻辑
for (Class<?> intf : interfaces) { /*
* Verify that the class loader resolves the name of this
* interface to the same Class object.
*/
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");
} /*
* 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());
}
}//第3处注释
String proxyPkg = null; // package to define proxy class in
int accessFlags = Modifier.PUBLIC | Modifier.FINAL;//第4处注释
/*
* 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 + ".";
}// 获取计数用来生成代理类的类名（proxy+num）
/*
* Choose a name for the proxy class to generate.
*/
long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement();// 第5处注释
String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;// 第6处注释
/*
* 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());
}
}
}上面的代码中，标注了几处注释我们来一一解释
1.
proxyClassNamePrefix变量是所有代理类的类名前缀
2.AtomicLong同步类，用来实现生成代理类名字的计数器
3.proxyPkg变量是代理类的包名
4.这一段逻辑是挨个循环得到代理类的路径
5.生成类名，默认情况下，代理类的完全限定名为：com.sun.proxy.$Proxy0，com.sun.proxy.$Proxy1……依次递增
6.这里才是真正的生成代理类的字节码的地方，通过ProxyGenerator.generateProxyClass方法。
我们跟进ProxyGenerator.generateProxyClass方法
public static byte[] generateProxyClass(final String var0, Class[] var1) {
ProxyGenerator var2 = new ProxyGenerator(var0, var1);
final byte[] var3 = var2.generateClassFile();
// 这里根据参数配置，决定是否把生成的字节码（.class文件）保存到本地磁盘，我们可以通过把相应的class文件保存到本地，再反编译来看看具体的实现，这样更直观
if(saveGeneratedFiles) {
AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction() {
public Void run() {
try {
FileOutputStream var1 = new FileOutputStream(ProxyGenerator.dotToSlash(var0) + ".class");
var1.write(var3);
var1.close();
return null;
} catch (IOException var2) {
throw new InternalError("I/O exception saving generated file: " + var2);
}
}
});
}
return var3;
}在这个类中，我们看到了熟悉的FileOutputStream,也就是在这里生成了新的class文件，生成了代理类。我们操作一下生成一下class文件，然后打开查看一下这个神秘的class文件
package com.sun.proxy;import java.lang.reflect.InvocationHandler;import java.lang.reflect.Method;import java.lang.reflect.Proxy;import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException;import proxy.Car;public final class $Proxy0
extends Proxy
implements Car{ private static Method m1; private static Method m3; private static Method m2; private static Method m0;
public $Proxy0(InvocationHandler paramInvocationHandler)
{ super(paramInvocationHandler);
}
public final boolean equals(Object paramObject)
{ try
{ return ((Boolean)this.h.invoke(this, m1, new Object[] { paramObject })).booleanValue();
} catch (Error|RuntimeException localError)
{ throw localError;
} catch (Throwable localThrowable)
{ throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
}
public final void run()
{ try
{ this.h.invoke(this, m3, null); return;
} catch (Error|RuntimeException localError)
{ throw localError;
} catch (Throwable localThrowable)
{ throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
}
public final String toString()
{ try
{ return (String)this.h.invoke(this, m2, null);
} catch (Error|RuntimeException localError)
{ throw localError;
} catch (Throwable localThrowable)
{ throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
}
public final int hashCode()
{ try
{ return ((Integer)this.h.invoke(this, m0, null)).intValue();
} catch (Error|RuntimeException localError)
{ throw localError;
} catch (Throwable localThrowable)
{ throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
}
static
{ try
{
m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] { Class.forName("java.lang.Object") });
m3 = Class.forName("proxy.Car").getMethod("run", new Class[0]);
m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", 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());
}
}
}到这里大家估计就豁然开朗了，这个代理类有以下几个特点
1.继承了Proxy类，实现了代理的接口（interface--Car），由于java不能多继承，这里已经继承了Proxy类了，不能再继承其他的类，所以JDK的动态代理不支持对实现类的代理，只支持接口的代理。
2.提供了一个使用InvocationHandler作为参数的构造方法。
3.生成静态代码块来初始化接口中方法的Method对象，以及Object类的equals、hashCode、toString方法。
4.重写了Object类的equals、hashCode、toString，它们都只是简单的调用了InvocationHandler的invoke方法，即可以对其进行特殊的操作，也就是说JDK的动态代理还可以代理上述三个方法。
5.代理类实现代理接口的run方法中，只是简单的调用了InvocationHandler的invoke方法，我们可以在invoke方法中进行一些特殊操作，甚至不调用实现的方法，直接返回。
上面是JDK动态代理实现的基本框架代码，Spring AOP的实现也是同理，当然具体的实现肯定比这个复杂得多，但是基本原理不外乎如是。所以理解基本原理对于理解其他的代码也是很有好处的。
作者：激情的狼王
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