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标题: 代理模式之Java动态代理和多种方法实例教程 [打印本页]

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作者: 宣传工具    时间: 2016-9-26 13:45
标题: 代理模式之Java动态代理和多种方法实例教程

　　1. Overview

Java在java.lang.reflect包下，定义了自己的代理。利用这个包下的类，我们可以在运行时动态地创建一个代理类，实现一个或多个接口。并将方法的调用转发到你所指定的类。因为实际代理是在运行时创建的，所以称为：动态代理。

Proxy:完全由java产生的，而且实现了完整的subject接口。

InvocationHandler：Proxy上的任何方法调用都会被传入此类,InvocationHandler控制对RealSubject的访问。

因为Java已经帮助我们创建了Proxy类，我们需要有办法告诉Proxy类你要做什么，我们不能像以前一样把代码写入到Proxy类中，因为Proxy类不是我们实现的。那么我们应该放在哪里?放在InvocationHandler类中，InvocationHandler类是响应代理的任何调用。我们可以吧InvocationHandler想成是代理收到方法调用后，请求做实际工作的对象。

　　2. java.lang.reflect.InvocationHandler

被代理实例所实现的一个接口，内部只有一个invoke()方法,签名如下;

Java代码

public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)

当代理的方法被调用的时候，代理就会把这个调用转发给InvocationHandler，也就会调用它的invoke()方法。

　　3. java.lang.reflect.Proxy

提供用于创建动态代理类和实例的静态方法，它还是由这些方法创建的所有动态代理类的超类，我们经常使用的静态方式是：

Java代码

newProxyInstance(ClassLoader loader, Class[] interfaces, InvocationHandler h)

　　4. 示例：

情形：自己可以查看修改姓名性别，但是不能修改rate。他人可以查看姓名，性别以及修改rate，但是不能修改姓名性别。

4.1 定义一个接口:

Java代码

public interface Person {

String getName();

String getGender();

void setName(String name);

void setGender(String gender);

void setRate(int rate);

int getRate();

}

4.2 定义实现Person接口类

Java代码

public class PersonImpl implements Person {

String name;

String gender;

String interests;

int rate;

public String getName() {

return name;

}

public void setName(String name) {

this.name = name;

}

public String getGender() {

return gender;

}

public void setGender(String gender) {

this.gender = gender;

}

public String getInterests() {

return interests;

}

public void setInterests(String interests) {

this.interests = interests;

}

public int getRate() {

return rate;

}

public void setRate(int rate) {

this.rate = rate;

}[nextpage]

4.3 定义OwnerInvocationHandler类，表示如果为本人，则可以进行修改查看姓名性别。

Java代码

public class OwnerInvocationHandler implements InvocationHandler{

private Person personBean;

public OwnerInvocationHandler(Person personBean){

this.personBean = personBean;

}

@Override

public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)

throws IllegalAccessException {

try {

if(method.getName().startsWith("get")){//如果方法名为get，就调用person类内的get相应方法

return method.invoke(personBean, args);

}else if(method.getName().equals("setRate")){ // 如果方法是setRate，则抛出异常

throw new IllegalAccessException("access deny");

}else if(method.getName().startsWith("set")){ //如果为set，就调用person类内的set相应方法

return method.invoke(personBean, args);

}else {

System.out.println("non method invoke");

}

} catch (InvocationTargetException e) {

e.printStackTrace();

}

return null;

}

}

4.4 定义NonInvocationHandler类，表示如果不为本人，则可以进行查看姓名性别和修改rate。

Java代码

public class NonInvocationHandler implements InvocationHandler{

//

private Person person;

public NonInvocationHandler(Person person){

this.person = person;

}

@Override

public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)

throws Throwable {

if(method.getName().startsWith("setRate")){

return method.invoke(person, args);

}else if (method.getName().startsWith("get")){

return method.invoke(person, args);

} else {

System.out.println("non method invoke");

return null;

}

}

}

4.5 测试类MyDynamicProxy

Java代码

public class MyDynamicProxy {

public Person getOwnerPersonBeanProxy(Person person){

return (Person)Proxy.newProxyInstance(person.getClass().getClassLoader(),

person.getClass().getInterfaces(), new OwnerInvocationHandler(person));

}

public Person getNonPersonBeanProxy(Person person){

return (Person)Proxy.newProxyInstance(person.getClass().getClassLoader(),

person.getClass().getInterfaces(), new NonInvocationHandler(person));

}

public static void main(String[] args) {

MyDynamicProxy mdp = new MyDynamicProxy();

mdp.test();

}

public void test(){

//

Person person = getPersonBeanFromDB1();

Person personProxy = getOwnerPersonBeanProxy(person);

System.out.println(personProxy.getName());

try {

personProxy.setRate(2);

} catch (Exception e) {

System.out.println("can not setRate");

}

//

Person person1 = getPersonBeanFromDB1();

Person personProxy2 = getNonPersonBeanProxy(person1);

System.out.println(personProxy2.getName());

personProxy2.setRate(2);

System.out.println(personProxy2.getRate());

}

private Person getPersonBeanFromDB1(){

Person pb = new PersonImpl();

pb.setName("remy");

pb.setGender("girl");

pb.setRate(1);

return pb; }

输出结果:

Java代码

remy can not setRate remy 2

QQ截图20160923101820.jpg (8.19 KB, 下载次数: 152750)

下载附件

2016-9-26 13:43 上传

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作者: 宣传工具    时间: 2016-9-26 13:46


多实例教程2

不定期整理硬盘内源代码、笔记、总结等，同时发上来分享一下。今天再发一篇关于Java动态代理的总结(貌似ItEye一天最多发5篇Blog，再多只能放草稿箱了?)

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Java动态代理详解

说到动态代理，顾名思义就是动态的代理(真是废话)。

关于代理：想必大家都并不陌生，GOF的23种设计模式之一(结构型模式)。这里暂不多做介绍，有兴趣的可以关注我关于设计模式的文章。

什么是动态代理：

说起动态，其实不如先说什么是静态。所谓静态代理，个人理解为自己手写的代理类，或者用工具生成的代理类，或者别人帮你写的代理类(没说一样...)。总之，就是程序运行前就已经存在的编译好的代理类。

相反，如果代理类程序运行前并不存在，需要在程序运行时动态生成(无需手工编写代理类源码)，那就是今天要说的动态代理了。

如何生成的：根据Java的反射机制动态生成。

不多说了，上程序。

目标接口TargetInterface:

Java代码  [url=][/url]

• public interface TargetInterface {  
•     public int targetMethodA(int number);  
•     public int targetMethodB(int number);  
• }  
  

很简单，一个普通的接口，里面有若干方法(此处写2个示范一下)

实现该接口的委托类ConcreteClass:

Java代码  [url=][/url]

• public class ConcreteClass implements TargetInterface{  
•   
•     public int targetMethodA(int number) {  
•         System.out.println("开始调用目标类的方法targetMethodA...");  
•         System.out.println("操作-打印数字:"+number);  
•         System.out.println("结束调用目标类的方法targetMethodA...");  
•         return number;  
•     }  
•       
•     public int targetMethodB(int number){  
•         System.out.println("开始调用目标类的方法targetMethodB...");  
•         System.out.println("操作-打印数字:"+number);  
•         System.out.println("结束调用目标类的方法targetMethodB...");  
•         return number;  
•     }  
•   
• }  
  

很简单，一个普通的类，实现了目标接口。

代理处理器类ProxyHandler:

Java代码  [url=][/url]

• public class ProxyHandler implements InvocationHandler{  
•     private Object concreteClass;  
•       
•     public ProxyHandler(Object concreteClass){  
•         this.concreteClass=concreteClass;  
•     }  
•   
•     public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {  
•         System.out.println("proxy:"+proxy.getClass().getName());  
•         System.out.println("method:"+method.getName());  
•         System.out.println("args:"+args[0].getClass().getName());  
•          
•         System.out.println("Before invoke method...");  
•         Object object=method.invoke(concreteClass, args);//普通的Java反射代码,通过反射执行某个类的某方法  
•         //System.out.println(((ConcreteClass)concreteClass).targetMethod(10)+(Integer)args[0]);  
•         System.out.println("After invoke method...");  
•         return object;  
•     }  
•   
• }  
  

该类实现了Java反射包中的InvocationHandler接口。代理实例调用方法时，将对方法调用指派到它的代理处理器程序的invoke方法中。invoke方法内部实现预处理，对委托类方法调用，事后处理等逻辑。

最后是入口程序:

Java代码  [url=][/url]

• public class DynamicProxyExample {  
•     public static void main(String[] args){  
•          ConcreteClass c=new ConcreteClass();//元对象(被代理对象)  
•          InvocationHandler ih=new ProxyHandler(c);//代理实例的调用处理程序。  
•          //创建一个实现业务接口的代理类,用于访问业务类(见代理模式)。  
•          //返回一个指定接口的代理类实例，该接口可以将方法调用指派到指定的调用处理程序，如ProxyHandler。  
•          TargetInterface targetInterface=  
•              (TargetInterface)Proxy.newProxyInstance(c.getClass().getClassLoader(),c.getClass().getInterfaces(),ih);  
•          //调用代理类方法,Java执行InvocationHandler接口的方法.  
•          int i=targetInterface.targetMethodA(5);  
•          System.out.println(i);  
•          System.out.println();  
•          int j=targetInterface.targetMethodB(15);  
•          System.out.println(j);  
•     }  
• }  
  

首先创建委托类对象，将其以构造函数传入代理处理器，代理处理器ProxyHandler中会以Java反射方式调用该委托类对应的方法。然后使用Java反射机制中的Proxy.newProxyInstance方式创建一个代理类实例，创建该实例需要指定该实例的类加载器，需要实现的接口(即目标接口)，以及处理代理实例接口调用的处理器。

最后，调用代理类目标接口方法时，会自动将其转发到代理处理器中的invoke方法内，invoke方法内部实现预处理，对委托类方法调用，事后处理等逻辑。

使用Java动态代理机制的好处：

1、减少编程的工作量：假如需要实现多种代理处理逻辑，只要写多个代理处理器就可以了，无需每种方式都写一个代理类。

2、系统扩展性和维护性增强，程序修改起来也方便多了(一般只要改代理处理器类就行了)。

使用Java动态代理机制的限制：

目前根据GOF的代理模式，代理类和委托类需要都实现同一个接口。也就是说只有实现了某个接口的类可以使用Java动态代理机制。但是，事实上使用中并不是遇到的所有类都会给你实现一个接口。因此，对于没有实现接口的类，目前无法使用该机制。有人说这不是废话吗，本来Proxy模式定义的就是委托类要实现接口的啊！但是没有实现接口的类，该如何实现动态代理呢？

当然不是没有办法，这也是我后面抽时间要继续整理和总结原先使用过的一件神器，相关Blog会不定期发上来。那就是大名鼎鼎的CGLib...

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作者: 宣传工具    时间: 2016-9-26 13:48
实例教程3

定义：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

代理模式的结构如下图所示。

动态代理使用

java动态代理机制以巧妙的方式实现了代理模式的设计理念。

代理模式示例代码

public interface Subject   {     public void doSomething();   }   public class RealSubject implements Subject   {     public void doSomething()     {       System.out.println( "call doSomething()" );     }   }   public class ProxyHandler implements InvocationHandler   {     private Object proxied;          public ProxyHandler( Object proxied )     {       this.proxied = proxied;     }          public Object invoke( Object proxy, Method method, Object[] args ) throws Throwable     {       //在转调具体目标对象之前，可以执行一些功能处理    //转调具体目标对象的方法    return method.invoke( proxied, args);          //在转调具体目标对象之后，可以执行一些功能处理  }    }



import java.lang.reflect.InvocationHandler;   import java.lang.reflect.Method;   import java.lang.reflect.Proxy;   import sun.misc.ProxyGenerator;   import java.io.*;   public class DynamicProxy   {     public static void main( String args[] )     {       RealSubject real = new RealSubject();       Subject proxySubject = (Subject)Proxy.newProxyInstance(Subject.class.getClassLoader(),      new Class[]{Subject.class},      new ProxyHandler(real));             proxySubject.doSomething();       //write proxySubject class binary data to file       createProxyClassFile();     }          public static void createProxyClassFile()     {       String name = "ProxySubject";       byte[] data = ProxyGenerator.generateProxyClass( name, new Class[] { Subject.class } );       try      {         FileOutputStream out = new FileOutputStream( name + ".class" );         out.write( data );         out.close();       }       catch( Exception e )       {         e.printStackTrace();       }     }   }  


动态代理内部实现

首先来看看类Proxy的代码实现 Proxy的主要静态变量

// 映射表：用于维护类装载器对象到其对应的代理类缓存private static Map loaderToCache = new WeakHashMap(); // 标记：用于标记一个动态代理类正在被创建中private static Object pendingGenerationMarker = new Object(); // 同步表：记录已经被创建的动态代理类类型，主要被方法 isProxyClass 进行相关的判断private static Map proxyClasses = Collections.synchronizedMap(new WeakHashMap()); // 关联的调用处理器引用protected InvocationHandler h;

Proxy的构造方法

// 由于 Proxy 内部从不直接调用构造函数，所以 private 类型意味着禁止任何调用private Proxy() {} // 由于 Proxy 内部从不直接调用构造函数，所以 protected 意味着只有子类可以调用protected Proxy(InvocationHandler h) {this.h = h;}

Proxy静态方法newProxyInstance

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[]interfaces,InvocationHandler h) throws IllegalArgumentException {     // 检查 h 不为空，否则抛异常    if (h == null) {         throw new NullPointerException();     }     // 获得与指定类装载器和一组接口相关的代理类类型对象    Class cl = getProxyClass(loader, interfaces);     // 通过反射获取构造函数对象并生成代理类实例    try {         Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams);         return (Object) cons.newInstance(new Object[] { h });     } catch (NoSuchMethodException e) { throw new InternalError(e.toString());     } catch (IllegalAccessException e) { throw new InternalError(e.toString());     } catch (InstantiationException e) { throw new InternalError(e.toString());     } catch (InvocationTargetException e) { throw new InternalError(e.toString());     } }

类Proxy的getProxyClass方法调用ProxyGenerator的 generateProxyClass方法产生ProxySubject.class的二进制数据：

public static byte[] generateProxyClass(final String name, Class[] interfaces)

我们可以import sun.misc.ProxyGenerator，调用 generateProxyClass方法产生binary data，然后写入文件，最后通过反编译工具来查看内部实现原理。 反编译后的ProxySubject.java Proxy静态方法newProxyInstance

import java.lang.reflect.*;   public final class ProxySubject extends Proxy       implements Subject   {       private static Method m1;       private static Method m0;       private static Method m3;       private static Method m2;       public ProxySubject(InvocationHandler invocationhandler)       {           super(invocationhandler);       }       public final boolean equals(Object obj)       {           try          {               return ((Boolean)super.h.invoke(this, m1, new Object[] {                   obj               })).booleanValue();           }           catch(Error _ex) { }           catch(Throwable throwable)           {               throw new UndeclaredThrowableException(throwable);           }       }       public final int hashCode()       {           try          {               return ((Integer)super.h.invoke(this, m0, null)).intValue();           }           catch(Error _ex) { }           catch(Throwable throwable)           {               throw new UndeclaredThrowableException(throwable);           }       }       public final void doSomething()       {           try          {               super.h.invoke(this, m3, null);               return;           }           catch(Error _ex) { }           catch(Throwable throwable)           {               throw new UndeclaredThrowableException(throwable);           }       }       public final String toString()       {           try          {               return (String)super.h.invoke(this, m2, null);           }           catch(Error _ex) { }           catch(Throwable throwable)           {               throw new UndeclaredThrowableException(throwable);           }       }       static        {           try          {               m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] {                   Class.forName("java.lang.Object")               });               m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);               m3 = Class.forName("Subject").getMethod("doSomething", new Class[0]);               m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);           }           catch(NoSuchMethodException nosuchmethodexception)           {               throw new NoSuchMethodError(nosuchmethodexception.getMessage());           }           catch(ClassNotFoundException classnotfoundexception)           {               throw new NoClassDefFoundError(classnotfoundexception.getMessage());           }       }   }  

ProxyGenerator内部是如何生成class二进制数据，可以参考源代码。

private byte[] generateClassFile() {     /*     * Record that proxy methods are needed for the hashCode, equals,     * and toString methods of java.lang.Object.  This is done before     * the methods from the proxy interfaces so that the methods from     * java.lang.Object take precedence over duplicate methods in the     * proxy interfaces.     */    addProxyMethod(hashCodeMethod, Object.class);     addProxyMethod(equalsMethod, Object.class);     addProxyMethod(toStringMethod, Object.class);     /*     * Now record all of the methods from the proxy interfaces, giving     * earlier interfaces precedence over later ones with duplicate     * methods.     */    for (int i = 0; i < interfaces.length; i++) {         Method[] methods = interfaces.getMethods();         for (int j = 0; j < methods.length; j++) {       addProxyMethod(methods[j], interfaces);         }     }     /*     * For each set of proxy methods with the same signature,     * verify that the methods' return types are compatible.     */    for (List<ProxyMethod> sigmethods : proxyMethods.values()) {         checkReturnTypes(sigmethods);     }     /* ============================================================     * Step 2: Assemble FieldInfo and MethodInfo structs for all of     * fields and methods in the class we are generating.     */    try {         methods.add(generateConstructor());         for (List<ProxyMethod> sigmethods : proxyMethods.values()) {       for (ProxyMethod pm : sigmethods) {           // add static field for method's Method object           fields.add(new FieldInfo(pm.methodFieldName,         "Ljava/lang/reflect/Method;",          ACC_PRIVATE | ACC_STATIC));           // generate code for proxy method and add it           methods.add(pm.generateMethod());       }         }         methods.add(generateStaticInitializer());     } catch (IOException e) {         throw new InternalError("unexpected I/O Exception");     }     /* ============================================================     * Step 3: Write the final class file.     */    /*     * Make sure that constant pool indexes are reserved for the     * following items before starting to write the final class file.     */    cp.getClass(dotToSlash(className));     cp.getClass(superclassName);     for (int i = 0; i < interfaces.length; i++) {         cp.getClass(dotToSlash(interfaces.getName()));     }     /*     * Disallow new constant pool additions beyond this point, since     * we are about to write the final constant pool table.     */    cp.setReadOnly();     ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream();     DataOutputStream dout = new DataOutputStream(bout);     try {         /*         * Write all the items of the "ClassFile" structure.         * See JVMS section 4.1.         */            // u4 magic;         dout.writeInt(0xCAFEBABE);             // u2 minor_version;         dout.writeShort(CLASSFILE_MINOR_VERSION);             // u2 major_version;         dout.writeShort(CLASSFILE_MAJOR_VERSION);         cp.write(dout);   // (write constant pool)             // u2 access_flags;         dout.writeShort(ACC_PUBLIC | ACC_FINAL | ACC_SUPER);             // u2 this_class;         dout.writeShort(cp.getClass(dotToSlash(className)));             // u2 super_class;         dout.writeShort(cp.getClass(superclassName));             // u2 interfaces_count;         dout.writeShort(interfaces.length);             // u2 interfaces[interfaces_count];         for (int i = 0; i < interfaces.length; i++) {       dout.writeShort(cp.getClass(           dotToSlash(interfaces.getName())));         }             // u2 fields_count;         dout.writeShort(fields.size());             // field_info fields[fields_count];         for (FieldInfo f : fields) {       f.write(dout);         }             // u2 methods_count;         dout.writeShort(methods.size());             // method_info methods[methods_count];         for (MethodInfo m : methods) {       m.write(dout);         }                // u2 attributes_count;         dout.writeShort(0); // (no ClassFile attributes for proxy classes)     } catch (IOException e) {         throw new InternalError("unexpected I/O Exception");     }     return bout.toByteArray();


总结

一个典型的动态代理创建对象过程可分为以下四个步骤：
1、通过实现InvocationHandler接口创建自己的调用处理器 IvocationHandler handler = new InvocationHandlerImpl(...);
2、通过为Proxy类指定ClassLoader对象和一组interface创建动态代理类
Class clazz = Proxy.getProxyClass(classLoader,new Class[]{...});
3、通过反射机制获取动态代理类的构造函数，其参数类型是调用处理器接口类型
Constructor constructor = clazz.getConstructor(new Class[]{InvocationHandler.class});
4、通过构造函数创建代理类实例，此时需将调用处理器对象作为参数被传入
Interface Proxy = (Interface)constructor.newInstance(new Object[] (handler));
为了简化对象创建过程，Proxy类中的newInstance方法封装了2~4，只需两步即可完成代理对象的创建。
生成的ProxySubject继承Proxy类实现Subject接口，实现的Subject的方法实际调用处理器的invoke方法，而invoke方法利用反射调用的是被代理对象的的方法（Object result=method.invoke(proxied,args)）

美中不足

诚然，Proxy已经设计得非常优美，但是还是有一点点小小的遗憾之处，那就是它始终无法摆脱仅支持interface代理的桎梏，因为它的设计注定了这个遗憾。回想一下那些动态生成的代理类的继承关系图，它们已经注定有一个共同的父类叫Proxy。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，原因是多继承在Java中本质上就行不通。有很多条理由，人们可以否定对 class代理的必要性，但是同样有一些理由，相信支持class动态代理会更美好。接口和类的划分，本就不是很明显，只是到了Java中才变得如此的细化。如果只从方法的声明及是否被定义来考量，有一种两者的混合体，它的名字叫抽象类。实现对抽象类的动态代理，相信也有其内在的价值。此外，还有一些历史遗留的类，它们将因为没有实现任何接口而从此与动态代理永世无缘。如此种种，不得不说是一个小小的遗憾。但是，不完美并不等于不伟大，伟大是一种本质，Java动态代理就是佐例。

参考资料

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