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手把手讲解JDK动态代理的原理

引子

/**
     * 获得动态代理
     * 
     * @return
     */
    public Object getProxyInstance() {
        return Proxy.newProxyInstance(
                realInstance.getClass().getClassLoader(),
                realInstance.getClass().getInterfaces(),
                this);
        //那么这个对象到底是如何创建出来的呢?
        
    }

只是一句话而已,就能得到一个接口的动态代理。但是一直没有时间将原理探索过程写下来。今天得空,来填了这个坑。静态动态代理的写法我就不展开说了,今天只探究Proxy的实现原理.

正文

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

/**
 * 动态代理对象
 * 
 * 所谓,动态代理,它的优势,就是我使用之后,获取代理对象,不再依赖外部传入的接口,外部接口变化,我只需要改变真实对象的实例即可。
 * 
 * @author GC-HANK
 *
 */
public class DynamicProxyInstance implements InvocationHandler {

    // 动态代理,这里不限制具体使用的接口是什么,而是使用Object表示真实对象
    private Object realInstance;

    public void init(Object realInstance) {
        this.realInstance = realInstance;
    }

    /**
     * 获得动态代理
     * 
     * @return
     */
    public Object getProxyInstance() {
        return Proxy.newProxyInstance(realInstance.getClass().getClassLoader(), realInstance.getClass().getInterfaces(),
                this);
        // 那么这个对象到底是如何创建出来的呢?

    }

    /**
     * 售前
     */
    private void doBefore() {
        System.out.println("售前");
    }

    /**
     * 售后
     */
    private void doAfter() {
        System.out.println("售后");
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        doBefore();
        Object res = method.invoke(realInstance, args);
        doAfter();
        return res;
    }

    public static void main(String[] args) {

        // 动态代理和静态代理的唯一区别,就是在获取代理对象的时候,静态代理获取的是一个不可变功能的对象,一旦获取到,那么它的功能也就确定了
        // 而,动态代理,

        DynamicProxyInstance instance = new DynamicProxyInstance();
        instance.init(new RealInstance());
        CommInterface commInterface = (CommInterface) instance.getProxyInstance();
        // 先看看这个对象在debug的时候,是怎么样的一个对象引用
        commInterface.buyManTools(30);

        // 现在,出现了一个 购买女性用品的接口,和它的实现类,也要用代理来访问
        // 这样做
        instance.init(new RealInstance2());
        CommInterface2 commInterface2 = (CommInterface2) instance.getProxyInstance();
        commInterface2.buyWomenTools(60);

        // 看到了吧,同样的一个代理对象,可以实现多个真实对象的代理功能,而不是像静态代理一样,需要改动代理类
    }
}

其他关联的类和接口是:

/**
 * 公共接口,统一定义代理类和被代理类的行为
 * 
 * @author GC-HANK
 *
 */
public interface CommInterface {
    /**
     * 购买情趣娃娃
     * 
     * @param size 娃娃的尺寸
     */
    abstract void buyManTools(int size);
}
/**
 * 公共接口,统一定义代理类和被代理类的行为
 * 
 * @author GC-HANK
 *
 */
public interface CommInterface2 {
    /**
     * 购买情趣娃娃
     * 
     * @param size 娃娃的尺寸
     */
    abstract void buyWomenTools(int size);
}
/**
 * 真实对象
 * 
 * @author GC-HANK
 *
 */
public class RealInstance implements CommInterface {

    @Override
    public void buyManTools(int size) {
        System.out.println("购买男性用品:size" + size);
    }

}
/**
 * 真实对象
 * 
 * @author GC-HANK
 *
 */
public class RealInstance2 implements CommInterface2 {

    @Override
    public void buyWomenTools(int size) {
        System.out.println("购买女性用品::size" + size);
    }

}

OK,代码贴完了,现在开始实例讲解:

public Object getProxyInstance() {
        return Proxy.newProxyInstance(realInstance.getClass().getClassLoader(), realInstance.getClass().getInterfaces(),
                this);
        // 那么这个对象到底是如何创建出来的呢?

    }

而,拿到这个对象之后,强转为了CommInterface

// 先看看这个对象在debug的时候,是怎么样的一个对象引用
CommInterface commInterface = (CommInterface) instance.getProxyInstance();
commInterface.buyManTools(30);

为什么它可以强转为 CommInterface?因为instance.init(new RealInstance()); 这一句当中,RealInstanceCommIntance的子类。从结果上来看,通过getInstance方法拿到的Object,直接就具备realInstance的功能. 那这个Object到底是什么东西?它是如何生成的?

回到getInstance()方法,通过debug,我们发现,

它是一个名为$Proxy0的类的实例, 其真实类型是RealInstance . $Proxy0名字很诡异,但是先别想这么多,继续往下看,

从0到1,看上去像是有一个整形序列在参与它的命名,也就是说,如果我们再来一次,肯定就是 $Proxy2
$Proxy + 1个数字,这个类是如何生成的?在我们的代码里面命名没有去定义它啊?
进入源码:proxy.javanewProxyInstance方法

newProxyInstance方法往下看:结果发现:

通过K和P,得到V,也就是通过 ClassLoaderClass<?>[] 得到 Class<?> ,
有些人看到这里应该有些迷了,感觉被泛型绕晕了,其实很简单,ClassLoader是类加载器,用来创建Class对象的,Class<?>[] 其实就是接口数组,Class<?> 是最终得到的Class对象。

之前我们探索的就是$Proxy1这个类的来源,那么到底是不是来自于这里呢?
当我们探究源码中的一个 方法的时候,关注3个点:

它走的是这个过程:

返回出去之后,

上面这段代码的红色标记如果看懂了的话,就基本明白了,他这里就是建了一个无限循环检测机制,最终结果都是要从supplier中get一个value返回出去,如果supplier是空,那就建一个Factory赋值给supplier(其实Factory是继承子Supplier的)
那么下一步,我们的关注点转移到,当supplier为空的时候,源码是如何建立一个Factory作为它的实例的?
关注这一段:

这段代码太复杂,我就只贴出关键点了(依然和之前一样,入参,使用入参的地方,返回值):
这次我们从返回值开始反过来推断:

源码 直接返回了一个defineClass0(.....), 点进去一看,居然是一个native方法,那么探索只能到头了,当然,从结果上来看,它是生成了一个像这样$Proxy0 的 Class代理对象,那么代理class对象的特征,就只能从参数值来判断了,一个一个参数看:

上面说的 proxyClassNamePrefix,其实就是

而这个num,它只是一个全局的计数器而已,让程序直到下一个代理类对象应该以什么数字命名.

而上面的字节数组byte[] proxyClassFile 其实就是定义了这个代理类的行为,它应该能包含怎么样的方法,这些方法就是当初传进来的interfaces决定的。

OK,探究完了,代理类的生成已经查完了,那么回到起点:

那么它是如何发挥作用的呢?(下面的东西我就不细写过程了,直接给结论)

结语

谢谢大家坚持看完,时间关系,并没有把所有细节完全展开说,有问题欢迎留言讨论!

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