JDK的Proxy類-詳記2021-02-08

Proxy

首先聲明早歇,此文是我自己閱讀JDK的動態(tài)代理記錄的筆記倾芝,可能對你沒有絲毫的幫助,請慎讀箭跳。 @_@!

使用JDK提供的動態(tài)代理晨另,需要java.lang.reflect.InvocationHandler實現(xiàn).

public Object getInstance(Person target) throws Exception {
    this.target = target;
    Class<?> clazz = this.target.getClass();
    //用來生成新的對象(使用字節(jié)碼重組)
    return Proxy.newProxyInstance(clazz.getClassLoader(),
                                  clazz.getInterfaces(), this);
}

這里使用了Proxy.newProxyInstance來創(chuàng)建一個動態(tài)的代理類。進一步了解newProxyInstance

1.獲取代理類

Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);

2.創(chuàng)建代理類實例

調(diào)用構(gòu)造方法谱姓,創(chuàng)建并返回代理類的實例

//得到構(gòu)造方法
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});

進一步了解借尿,是JDK如何獲取代理類的

如何獲取代理類

private static Class<?> getProxyClass0(ClassLoader loader,
                                           Class<?>... interfaces) {
    //在編譯的class文件中,給類實現(xiàn)接口的記錄只有2byte屉来, 
    //因此路翻,這里限制實現(xiàn)接口的數(shù)量不能超過這個數(shù)量 2byte = 2^16 = 65535
    if (interfaces.length > 65535) {
        throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");
    }

    // If the proxy class defined by the given loader implementing
    // the given interfaces exists, this will simply return the cached copy;
    // otherwise, it will create the proxy class via the ProxyClassFactory
    return proxyClassCache.get(loader, interfaces);
}

這里的ClassLoader作用是,動態(tài)重組的字節(jié)碼茄靠,要動態(tài)加載到JVM上來茂契。

get方法調(diào)用的是WeakCache中的public V get(K key, P parameter)方法。

WeakCache是Proxy中的一個靜態(tài)成員

private static final WeakCache<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>>
        proxyClassCache = new WeakCache<>(new KeyFactory(), new ProxyClassFactory());

實例化時慨绳, 放入了 KeyFactory掉冶,和 ProxyClassFactory

WeakCache的get方法

public V get(K key, P parameter) {
    Objects.requireNonNull(parameter);

    expungeStaleEntries();

    //構(gòu)建一個緩存Key
    Object cacheKey = CacheKey.valueOf(key, refQueue);

    // lazily install the 2nd level valuesMap for the particular cacheKey
    // 從緩存中使用key獲取一次
    ConcurrentMap<Object, Supplier<V>> valuesMap = map.get(cacheKey);
    if (valuesMap == null) { 
        //如果為空時真竖, 用當(dāng)前key 創(chuàng)建一個 ConCurrentHashMap 并賦值給 valueMap
        ConcurrentMap<Object, Supplier<V>> oldValuesMap
            = map.putIfAbsent(cacheKey,
                              valuesMap = new ConcurrentHashMap<>());
        if (oldValuesMap != null) {
            valuesMap = oldValuesMap;
        }
    }

    // create subKey and retrieve the possible Supplier<V> stored by that
    // subKey from valuesMap
    // 將Parameter中的  傳入的實現(xiàn)類接口 組成一個key 實現(xiàn)方式在 
    // Proxy中的內(nèi)部類 KeyFactory
    Object subKey = Objects.requireNonNull(subKeyFactory.apply(key, parameter));
    // 根據(jù)這個key,獲取到已經(jīng)上邊緩存中的 ConCurrentHashMap 這個map存的啥厌小,進一步探究 ↓
    Supplier<V> supplier = valuesMap.get(subKey);
    Factory factory = null;

    while (true) {
        if (supplier != null) {
            // supplier might be a Factory or a CacheValue<V> instance
            // 這個 supplier有可能是 Factory 或者 CacheValue
            // 根據(jù)下方的代碼推導(dǎo)恢共,這里調(diào)用的是 Factory.get方法
            V value = supplier.get();
            if (value != null) {
                return value;
            }
        }
        // else no supplier in cache
        // or a supplier that returned null (could be a cleared CacheValue
        // or a Factory that wasn't successful in installing the CacheValue)

        // lazily construct a Factory
        if (factory == null) {
            //懶加載 Factory
            factory = new Factory(key, parameter, subKey, valuesMap);
        }

        if (supplier == null) { //當(dāng)為空時 ,給一個值
            //這里  pubIfAbsent 將subKey 和 factory放入到map璧亚,僅在subKey對應(yīng)的value為空時讨韭,才put進去,否則返回一個舊的 value(Factory)
            supplier = valuesMap.putIfAbsent(subKey, factory);
            if (supplier == null) {
                // successfully installed Factory
                //將工廠賦值給 本應(yīng)該從map中獲取到的值上邊
                supplier = factory;
            }
            // else retry with winning supplier
        } else {
            //返回一個 有 factory的 supplier 癣蟋,這是個舊的Factory
            // 此處調(diào)用 替換方案 將獲取出來 的 supplier 用新new的factory 替換
            /** replace 舊值為空或者 與傳入的舊值是相同的時候 才進行替換拐袜,并返回舊
            的值否則返回空 */
            if (valuesMap.replace(subKey, supplier, factory)) { //當(dāng)有返回值,表示                  //舊的替換成功了 則將 supplier 替換成新的factory
                // successfully replaced
                // cleared CacheEntry / unsuccessful Factory
                // with our Factory
                supplier = factory;
            } else {
                // retry with current supplier
                // 如果沒替換成功梢薪,重試獲取一次蹬铺。并回到loop的第一行
                supplier = valuesMap.get(subKey);
            }
        }
    }
}
//模擬第二遍的流程,假設(shè)此時已經(jīng)獲取到了 supplier(Factory)
//調(diào)用一個Factory.get
if (supplier != null) {
    // supplier might be a Factory or a CacheValue<V> instance
    // 這里調(diào)用 Factory的 get方法
    V value = supplier.get();
    if (value != null) {
        return value;
    }
}

KeyFactory的實現(xiàn)

private static final class KeyFactory
    implements BiFunction<ClassLoader, Class<?>[], Object>
{
    @Override
    public Object apply(ClassLoader classLoader, Class<?>[] interfaces) {
        switch (interfaces.length) {
            case 1: return new Key1(interfaces[0]); // the most frequent
            case 2: return new Key2(interfaces[0], interfaces[1]);
            case 0: return key0;
            default: return new KeyX(interfaces);
        }
    }
}

Factory.get()方法

@Override
public synchronized V get() { // serialize access
    // re-check
    Supplier<V> supplier = valuesMap.get(subKey);
    if (supplier != this) {
        return null;
    }
    // else still us (supplier == this)

    // create new value
    V value = null;
    try {
        // 用傳入的 ClassLoader和 需要被代理的對象秉撇,調(diào)用 valueFactory.apply方法 根據(jù)上下文
        // 可以看出 這個 valueFactory其實是 ProxyClassFactory 類型甜攀,因此,這里的apply實際上就是
        // ProxyClassFactory的 apply方法琐馆,這個方法的功能是规阀,重組字節(jié)碼,并用ClassLoader加載到 JVM然后返回
        value = Objects.requireNonNull(valueFactory.apply(key, parameter));
    } finally {
        if (value == null) { // remove us on failure
            valuesMap.remove(subKey, this);
        }
    }
    //-- 省略部分代碼
    return value;
}

ProxyClassFactory 的 apply方法

public Class<?> apply(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces) {

    Map<Class<?>, Boolean> interfaceSet = new IdentityHashMap<>(interfaces.length);
    //遍歷實現(xiàn)的接口瘦麸,檢查類加載器加載的接口與 傳入的接口一致性
    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. JDK要求被代理的對象一定要實現(xiàn)一個接口谁撼,這里確認是否為一個interface
                 */
        if (!interfaceClass.isInterface()) {
            throw new IllegalArgumentException(
                interfaceClass.getName() + " is not an interface");
        }
        /*
                 * Verify that this interface is not a duplicate.
                 * 用Map檢查接口,是否實現(xiàn)接口重復(fù)性
                 */
        if (interfaceSet.put(interfaceClass, Boolean.TRUE) != null) {
            throw new IllegalArgumentException(
                "repeated interface: " + interfaceClass.getName());
        }
    }

    String proxyPkg = null;     // package to define proxy class in
    int accessFlags = Modifier.PUBLIC | Modifier.FINAL;

    /*
             * 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
        //構(gòu)建包名稱
        proxyPkg = ReflectUtil.PROXY_PACKAGE + ".";
    }

    /*
             * Choose a name for the proxy class to generate.
             */
    //構(gòu)建 代理對象的對象名稱滋饲,例如 com.sun.proxy.$Proxy0這里按照JDK代理對象的規(guī)范
    // 添加上$在target對象名前邊厉碟,然后用 一個計數(shù)器來標記target生成的次數(shù)
    long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement();
    String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;

    /*
             * Generate the specified proxy class.
             */
    //調(diào)用 ProxyGenerator 重組一個 java文件的byte數(shù)組
    byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(
        proxyName, interfaces, accessFlags);
    try {
        //調(diào)用類加載的方式,將byte數(shù)組動態(tài)的加載到JVM
        return defineClass0(loader, proxyName,
                            proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);
    } catch (ClassFormatError e) {
        throw new IllegalArgumentException(e.toString());
    }
}

按照以上豐富的操作屠缭,就是JDK實現(xiàn)動態(tài)代理的方式箍鼓,放一個動態(tài)生成的代理類的內(nèi)容

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException;
import org.rate.pattern.proxy.Person;

public final class $Proxy0 extends Proxy implements Person {
    //將目標類中的方法統(tǒng)計出來,定義到成員中
    private static Method m1;
    private static Method m4;
    private static Method m2;
    private static Method m5;
    private static Method m3;
    private static Method m0;

    //調(diào)用構(gòu)造方法時呵曹,將 invocationHandler 傳入到款咖,這個變量會保存到 Proxy中的變量h
    public $Proxy0(InvocationHandler var1) throws  {
        super(var1);
    }

    public final boolean equals(Object var1) throws  {
        try {
            return (Boolean)super.h.invoke(this, m1, new Object[]{var1});
        } catch (RuntimeException | Error var3) {
            throw var3;
        } catch (Throwable var4) {
            throw new UndeclaredThrowableException(var4);
        }
    }

    /** target類的方法 1 其他就不寫備注了 */
    public final void findLove() throws  {
        try {
            //調(diào)用方法時,走h也就是構(gòu)造方法給的h 在結(jié)合 開頭提起的
            ////用來生成新的對象(使用字節(jié)碼重組) 
            //return Proxy.newProxyInstance(clazz.getClassLoader(),
            //                      clazz.getInterfaces(), this);
            // 代理類這里需要實現(xiàn) InvocationHandler 并重寫 Invoker方法
            // 進一步查看 重寫的 invoker方法
            super.h.invoke(this, m4, (Object[])null);
        } catch (RuntimeException | Error var2) {
            throw var2;
        } catch (Throwable var3) {
            throw new UndeclaredThrowableException(var3);
        }
    }

    public final String toString() throws  {
        try {
            return (String)super.h.invoke(this, m2, (Object[])null);
        } catch (RuntimeException | Error var2) {
            throw var2;
        } catch (Throwable var3) {
            throw new UndeclaredThrowableException(var3);
        }
    }

    public final void zufangzi() throws  {
        try {
            super.h.invoke(this, m5, (Object[])null);
        } catch (RuntimeException | Error var2) {
            throw var2;
        } catch (Throwable var3) {
            throw new UndeclaredThrowableException(var3);
        }
    }

    public final void findJob() throws  {
        try {
            super.h.invoke(this, m3, (Object[])null);
        } catch (RuntimeException | Error var2) {
            throw var2;
        } catch (Throwable var3) {
            throw new UndeclaredThrowableException(var3);
        }
    }

    public final int hashCode() throws  {
        try {
            return (Integer)super.h.invoke(this, m0, (Object[])null);
        } catch (RuntimeException | Error var2) {
            throw var2;
        } catch (Throwable var3) {
            throw new UndeclaredThrowableException(var3);
        }
    }

    static {
        try {
            //類實例化的時候奄喂,會將每個方法通過反射的方式铐殃,賦值給 上邊定義的成員中
            m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", Class.forName("java.lang.Object"));
            m4 = Class.forName("org.rate.pattern.proxy.Person").getMethod("findLove");
            m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString");
            m5 = Class.forName("org.rate.pattern.proxy.Person").getMethod("zufangzi");
            m3 = Class.forName("org.rate.pattern.proxy.Person").getMethod("findJob");
            m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode");
        } catch (NoSuchMethodException var2) {
            throw new NoSuchMethodError(var2.getMessage());
        } catch (ClassNotFoundException var3) {
            throw new NoClassDefFoundError(var3.getMessage());
        }
    }
}

實現(xiàn)的代理類

public class ProxyImple implements InvocationHandler {

    private Person target;

    public Object getInstance(Person target) throws Exception {
        this.target = target;
        Class<?> clazz = this.target.getClass();
        //用來生成新的對象(使用字節(jié)碼重組)
        return Proxy.newProxyInstance(clazz.getClassLoader(), clazz.getInterfaces(), this);
    }

    //這里就是反射出來的方法 實際上, invoke的this.target可以替換成 medhos跨新, 結(jié)果是一樣的
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("方法執(zhí)行前的操作1");
        System.out.println("方法執(zhí)行前的操作2");
        method.invoke(this.target, args);
        System.out.println("方法執(zhí)行后的操作1");
        System.out.println("方法執(zhí)行后的操作2");
        return null;
    }
}

至此富腊,JDK的動態(tài)代理源碼就到此了。

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
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