深入剖析java代理模式

Java中代理模式有着广泛的应用，AOP就是最典型的应用。

Java中代理模式一般涉及到的角色有

1、抽象角色：一般是个接口，Java原生的代理模式也只支持接口代理

2、真实角色：实现抽象接口的真实类，又叫委托类。

3、代理角色：代理角色内部包含了真实角色的引用，且实现了与真实角色相同的接口，相当于对真实角色进行了封装。这样，代理角色可以执行真实角色的操作，还能额外附加自己的操作。

静态代理

我们通过代码，实现一个简单的静态代理。模拟一个场景，网易为暴雪代理魔兽世界。

抽象接口：魔兽世界——Wow

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Java 代码

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接口中一个待实现的方法：TBC（燃烧的远征）

实现类：暴雪——Blizzard

Java 代码

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实现类很简单，暴雪自己实现了tbc这个接口，开始燃烧的远征。

代理类：网易——NetEasy

Java 代码

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在代理类网易中，包含了暴雪的实例对象，网易在实现tbc接口时，加入了自己的逻辑，并执行了暴雪实现的方法。

写个工厂方法获取Wow的实例，对客户隐藏了实现，玩家不知道是返回的是暴雪还是网易。

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Java 代码

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写个main函数测试下

Java 代码

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这就是最简单的一个静态代理的模式，功能就是网易为暴雪代理魔兽世界。

静态代理的缺陷：

1、如果接口中方法很多，代理类对每个方法都做代理，那么静态代理类规模会非常庞大。

2、如果接口中增加/减少了一个方法，实现类和代理类都需要做相应的修改，牵一发动全身。

动态代理

Java动态代理，程序并不难写，但是想弄懂其中的原理，还是需要仔细研究jdk源码的。

还是以上面的例子说明，魔兽世界Wow这个接口，还有暴雪Blizzard这个实现类，都无须改动。我们增加一个动态代理处理器和工厂方法。

Java 代码

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DynamicHandler这个类很重要，它实现了InvocationHandler接口。Java中要实现动态代理，需要实现InvocationHandler这个接口。但是实现InvocationHandler接口的类，并不是动态代理类，动态代理类会在运行时生成，jvm在运行时，会根据实现了InvocationHandler接口的类生成一个动态代理类。因此有些文章将实现了InvocationHandler接口的类定义为动态代理类，这个是有欠妥当的，它其实只是一个handler，真正的动态代理类是运行时生成的。

我们看DynamicHandler这个类，它实现了InvocationHandler接口中的invoke方法，invoke方法中植入了自己的逻辑，并用反射的方式对委托类进行方法调用。仅仅看这个实现，其实很模糊，这个invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)方法在哪里调用的？

我么再看下动态工厂，它会返回动态代理的实例。同样，对于客户而言，并不知道实现Wow接口的是委托类还是代理类。

Java 代码

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看上面的代码，最关键的莫过于Proxy.newProxyInstance(blizzard.getClass().getClassLoader(), blizzard.getClass().getInterfaces(), invocatioonHandler)这句了。这一句在运行时会创建动态代理类并返回它的一个实例对象。我们看其源码实现。Proxy.newProxyInstance(...)源码较多，我们抽取其中的关键语句

Java 代码

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中间省略了N句，

(1)Class cl = getProxyClass0(loader, intfs)返回运行时生成的动态代理类。

(2)final Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams)返回该代理类的构造函数。

(3)cons.newInstance(new Object[]{h})则通过构造函数创建代理类的实例对象，注意参数h就是传递的实现InvocationHandler接口的对象实例。

其中最关键的还是Class cl = getProxyClass0(loader, intfs);  这句生成了动态代理类。跟踪源代码，最终找到以下语句

Java 代码

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ProxyGenerator.generateProxyClass()完成了生成字节码的动作，这个方法可以在运行时产生一个描述代理类字节码的byte[]数组。具体实现这里暂时不深究。

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

defineClass0则是一个native方法，根据classloader，字节码数组等动态生成一个class类。

我们写一个main方法，测试一下动态代理

Html 代码

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由于代理类是动态生成的，一般来说，并不能找到其class文件。我们加上System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");这句话，这样可以在磁盘中看到class文件，位于项目根目录下的com/sun/proxy路径下，文件名为$Proxy0.class。反编译一下，看其源码

Java 代码

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省略了equals, hashcode, toString方法，和tbc()的实现是类似的。

可以看到$Proxy0这个类继承了Proxy类并实现了Wow接口。

由于继承了Proxy类，因此拥有了InvocationHandler的实现类的实例，上面在DynamicFactory中，我们是通过Proxy.newInstance(......)传递了InvocationHandler的实现类实例的。

$Proxy0中tbc()的实现，this.h.invoke(this, m3, null); 其实就是调用了DynamicHandler中的invoke方法。

这样一来，整个流程都串通了，我们终于弄清楚了整个流程。

总结

与静态代理相比，动态代理将接口中的所有方法都通过InvocationHandler的invoke方法处理，比较灵活。

静态代理的那些缺陷，动态代理基本都能解决。

从上面的实现中，我们还可以看到AOP的一个雏形。

Java中自带的动态代理也有一定的局限性，它只是针对接口而言的，如果想对class对代理，则必须借助CGLib等开源jar包实现。而且关于其中的动态字节码等关键技术，还有待深入研究。

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