Java動態(tài)代理機制的實例詳解

Java動態(tài)代理機制

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在學習spring的時候，我們知道Spring主要有兩大思想，一個是IoC，另一個就是AOP，對于IoC，依賴注入就不用多說了，而對于Spring的核心AOP來說，我們不但要知道怎么通過AOP來滿足的我們的功能，我們更需要學習的是其底層是怎么樣的一個原理，而AOP的原理就是Java的動態(tài)代理機制，所以本篇隨筆就是對java的動態(tài)機制進行一個回顧。

在java的動態(tài)代理機制中，有兩個重要的類或接口，一個是 InvocationHandler(Interface)、另一個則是 Proxy(Class)，這一個類和接口是實現(xiàn)我們動態(tài)代理所必須用到的。首先我們先來看看java的API幫助文檔是怎么樣對這兩個類進行描述的：

InvocationHandler:

InvocationHandler is the interface implemented by the invocation handler of a proxy instance. 

Each proxy instance has an associated invocation handler. When a method is invoked on a proxy instance, the method invocation is encoded and dispatched to the invoke method of its invocation handler.

每一個動態(tài)代理類都必須要實現(xiàn)InvocationHandler這個接口，并且每個代理類的實例都關(guān)聯(lián)到了一個handler，當我們通過代理對象調(diào)用一個方法的時候，這個方法的調(diào)用就會被轉(zhuǎn)發(fā)為由InvocationHandler這個接口的 invoke 方法來進行調(diào)用。我們來看看InvocationHandler這個接口的唯一一個方法 invoke 方法：

Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable

我們看到這個方法一共接受三個參數(shù)，那么這三個參數(shù)分別代表什么呢？

proxy:　　指代我們所代理的那個真實對象
method:　　指代的是我們所要調(diào)用真實對象的某個方法的Method對象
args:　　指代的是調(diào)用真實對象某個方法時接受的參數(shù)

如果不是很明白，等下通過一個實例會對這幾個參數(shù)進行更深的講解。

接下來我們來看看Proxy這個類：

Proxy provides static methods for creating dynamic proxy classes and instances, and it is also the superclass of all dynamic proxy classes created by those methods.

Proxy這個類的作用就是用來動態(tài)創(chuàng)建一個代理對象的類，它提供了許多的方法，但是我們用的最多的就是 newProxyInstance 這個方法：

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, 
 InvocationHandler h) throws IllegalArgumentException

Returns an instance of a proxy class for the specified interfaces that dispatches method
 invocations to the specified invocation handler.

這個方法的作用就是得到一個動態(tài)的代理對象，其接收三個參數(shù)，我們來看看這三個參數(shù)所代表的含義：

loader:一個ClassLoader對象，定義了由哪個ClassLoader對象來對生成的代理對象進行加載
interfaces:一個Interface對象的數(shù)組，表示的是我將要給我需要代理的對象提供一組什么接口，如果我提供了一組接口給它，那么這個代理對象就宣稱實現(xiàn)了該接口(多態(tài))，這樣我就能調(diào)用這組接口中的方法了
h:一個InvocationHandler對象，表示的是當我這個動態(tài)代理對象在調(diào)用方法的時候，會關(guān)聯(lián)到哪一個InvocationHandler對象上

好了，在介紹完這兩個接口(類)以后，我們來通過一個實例來看看我們的動態(tài)代理模式是什么樣的：

首先我們定義了一個Subject類型的接口，為其聲明了兩個方法：

public interface Subject
{
  public void rent();

  public void hello(String str);
}

接著，定義了一個類來實現(xiàn)這個接口，這個類就是我們的真實對象，RealSubject類：

public class RealSubject implements Subject
{
  @Override
  public void rent()
  {
    System.out.println("I want to rent my house");
  }

  @Override
  public void hello(String str)
  {
    System.out.println("hello: " + str);
  }
}

下一步，我們就要定義一個動態(tài)代理類了，前面說個，每一個動態(tài)代理類都必須要實現(xiàn) InvocationHandler 這個接口，因此我們這個動態(tài)代理類也不例外：

public class DynamicProxy implements InvocationHandler
{
  //　這個就是我們要代理的真實對象
  private Object subject;

  //  構(gòu)造方法，給我們要代理的真實對象賦初值
  public DynamicProxy(Object subject)
  {
    this.subject = subject;
  }

  @Override
  public Object invoke(Object object, Method method, Object[] args)
      throws Throwable
  {
    //　　在代理真實對象前我們可以添加一些自己的操作
    System.out.println("before rent house");

    System.out.println("Method:" + method);

    //  當代理對象調(diào)用真實對象的方法時，其會自動的跳轉(zhuǎn)到代理對象關(guān)聯(lián)的handler對象的invoke方法來進行調(diào)用
    method.invoke(subject, args);

    //　　在代理真實對象后我們也可以添加一些自己的操作
    System.out.println("after rent house");

    return null;
  }

}

最后，來看看我們的Client類：

public class Client
{
  public static void main(String[] args)
  {
    //  我們要代理的真實對象
    Subject realSubject = new RealSubject();

    //  我們要代理哪個真實對象，就將該對象傳進去，最后是通過該真實對象來調(diào)用其方法的
    InvocationHandler handler = new DynamicProxy(realSubject);

    /*
     * 通過Proxy的newProxyInstance方法來創(chuàng)建我們的代理對象，我們來看看其三個參數(shù)
     * 第一個參數(shù) handler.getClass().getClassLoader() ，我們這里使用handler這個類的ClassLoader對象來加載我們的代理對象
     * 第二個參數(shù)realSubject.getClass().getInterfaces()，我們這里為代理對象提供的接口是真實對象所實行的接口，表示我要代理的是該真實對象，這樣我就能調(diào)用這組接口中的方法了
     * 第三個參數(shù)handler， 我們這里將這個代理對象關(guān)聯(lián)到了上方的 InvocationHandler 這個對象上
     */
    Subject subject = (Subject)Proxy.newProxyInstance(handler.getClass().getClassLoader(), realSubject
        .getClass().getInterfaces(), handler);

    System.out.println(subject.getClass().getName());
    subject.rent();
    subject.hello("world");
  }
}

我們先來看看控制臺的輸出：

$Proxy0

before rent house
Method:public abstract void com.xiaoluo.dynamicproxy.Subject.rent()
I want to rent my house
after rent house

before rent house
Method:public abstract void com.xiaoluo.dynamicproxy.Subject.hello(java.lang.String)
hello: world
after rent house

我們首先來看看 $Proxy0 這東西，我們看到，這個東西是由 System.out.println(subject.getClass().getName()); 這條語句打印出來的，那么為什么我們返回的這個代理對象的類名是這樣的呢？

Subject subject = (Subject)Proxy.newProxyInstance(handler.getClass().getClassLoader(), realSubject
        .getClass().getInterfaces(), handler);

可能我以為返回的這個代理對象會是Subject類型的對象，或者是InvocationHandler的對象，結(jié)果卻不是，首先我們解釋一下為什么我們這里可以將其轉(zhuǎn)化為Subject類型的對象？原因就是在newProxyInstance這個方法的第二個參數(shù)上，我們給這個代理對象提供了一組什么接口，那么我這個代理對象就會實現(xiàn)了這組接口，這個時候我們當然可以將這個代理對象強制類型轉(zhuǎn)化為這組接口中的任意一個，因為這里的接口是Subject類型，所以就可以將其轉(zhuǎn)化為Subject類型了。

同時我們一定要記住，通過 Proxy.newProxyInstance 創(chuàng)建的代理對象是在jvm運行時動態(tài)生成的一個對象，它并不是我們的InvocationHandler類型，也不是我們定義的那組接口的類型，而是在運行是動態(tài)生成的一個對象，并且命名方式都是這樣的形式，以$開頭，proxy為中，最后一個數(shù)字表示對象的標號。

接著我們來看看這兩句

subject.rent();
subject.hello(“world”);

這里是通過代理對象來調(diào)用實現(xiàn)的那種接口中的方法，這個時候程序就會跳轉(zhuǎn)到由這個代理對象關(guān)聯(lián)到的 handler 中的invoke方法去執(zhí)行，而我們的這個 handler 對象又接受了一個 RealSubject類型的參數(shù)，表示我要代理的就是這個真實對象，所以此時就會調(diào)用 handler 中的invoke方法去執(zhí)行：

public Object invoke(Object object, Method method, Object[] args)
      throws Throwable
  {
    //　　在代理真實對象前我們可以添加一些自己的操作
    System.out.println("before rent house");

    System.out.println("Method:" + method);

    //  當代理對象調(diào)用真實對象的方法時，其會自動的跳轉(zhuǎn)到代理對象關(guān)聯(lián)的handler對象的invoke方法來進行調(diào)用
    method.invoke(subject, args);

    //　　在代理真實對象后我們也可以添加一些自己的操作
    System.out.println("after rent house");

    return null;
  }

我們看到，在真正通過代理對象來調(diào)用真實對象的方法的時候，我們可以在該方法前后添加自己的一些操作，同時我們看到我們的這個 method 對象是這樣的：

public abstract void com.xiaoluo.dynamicproxy.Subject.rent()

public abstract void com.xiaoluo.dynamicproxy.Subject.hello(java.lang.String)

正好就是我們的Subject接口中的兩個方法，這也就證明了當我通過代理對象來調(diào)用方法的時候，起實際就是委托由其關(guān)聯(lián)到的 handler 對象的invoke方法中來調(diào)用，并不是自己來真實調(diào)用，而是通過代理的方式來調(diào)用的。

這就是我們的java動態(tài)代理機制。

本篇隨筆詳細的講解了java中的動態(tài)代理機制，這個知識點非常非常的重要，包括我們Spring的AOP其就是通過動態(tài)代理的機制實現(xiàn)的，所以我們必須要好好的理解動態(tài)代理的機制。

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