本文内容整顿自 博学谷狂野架构师
动静代理简介
Proxy模式是罕用的设计模式，其特色是代理类与委托类有同样的接口，代理类次要负责为委托类预处理音讯、过滤音讯、把音讯转发给委托类，以及预先解决音讯等。
用户能够更加结构图，本人编码实现Proxy模式。这种实现称为动态代理。
Java提供了java.lang.reflect.Proxy类与InvocationHandler接口，配合反射，能够实现动静代理。动态代理的代理类与代理操作，都是当时编码，运行过程种无奈批改代理构造。动静代理的代理与代理操作，都是在运行过程中，动静生成，能够在运行过程中，批改代理构造，合乎面向对象的开闭准则。
最最最次要的起因就是，在不扭转指标对象办法的状况下对办法进行加强，比方，咱们心愿对办法的调用减少日志记录，或者对办法的调用进行拦挡，等等...
动静代理用于将在不须要批改原代码的状况下进行代码的减少，spring中的AOP，事务，都是应用动静代理来实现的，咱们天天都在应用动静代理只是本人不晓得而已。
动静代理三大因素
- 须要定义一个接口，java动静代理类只能代理接口（不反对抽象类），如果没有接口就要应用cjlib
- 须要一个实现类继承这个接口
- 编写一个加强类实现 InvocationHandler接口，代理类都须要实现InvocationHandler接口的invoke办法
一个例子
先定义一个接口
定义一个海内代购的接口
/** * 海内代购 */public interface Buying { public String buy();}编写一个实现类
实现类实现接口
public class BuyingImpl implements Buying { @Override public String buy() { System.out.println("开始逻辑解决"); return "买了个锤子"; }}编写一个增将类
编写一个加强类，次要要包裹一个须要须要加强的对象也就是咱们的BuyingImpl，并实现InvocationHandler接口，在invoke办法中写加强实现
/** * 海内代购加强类 * 留神实现 InvocationHandler * 动静代理类只能代理接口（不反对抽象类），代理类都须要实现InvocationHandler类，实现invoke办法。 * 该invoke办法就是调用被代理接口的所有办法时须要调用的 。 */public class BuingHandler implements InvocationHandler { /** * 包裹一个须要加强的指标对象 */ private Object targetObject; public BuingHandler(Object targetObject){ this.targetObject = targetObject; } /** * 获取代理类 * * @return */ public Object getProxy() { /** * 该办法用于为指定类装载器、一组接口及调用处理器生成动静代理类实例 * 第一个参数指定产生代理对象的类加载器，须要将其指定为和指标对象同一个类加载器 * 第二个参数要实现和指标对象一样的接口，所以只须要拿到指标对象的实现接口 * 第三个参数表明这些被拦挡的办法在被拦挡时须要执行哪个InvocationHandler的invoke办法 * 依据传入的指标返回一个代理对象 */ return Proxy.newProxyInstance(targetObject.getClass().getClassLoader(), targetObject.getClass().getInterfaces(), this); } /** * 关联的这个实现类的办法被调用时将被执行 * InvocationHandler接口的办法 * * @param proxy 示意代理对象 * @param method 示原对象被调用的办法 * @param args 示意办法的参数 * @return 返回的是对象的一个接口 * @throws Throwable */ @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { System.out.println("前置加强"); //反射调用原始的须要加强的办法 Object value = method.invoke(targetObject, args); System.out.println("后置加强"); return value; }}这外面要留神 method 是咱们须要加强的办法，args 是咱们须要加强的参数数组
编写Main办法
public static void main(String[] args) { //创立BuingHandler 类 BuingHandler buingHandler = new BuingHandler(new BuyingImpl()); //获取代理对象 Buying buying = (Buying) buingHandler.getProxy(); //调用具体接口 String value = buying.buy(); System.out.println(value); }输入
前置加强开始逻辑解决后置加强买了个锤子咱们就这样实现了动静代理，咱们没有批改原有代码的状况下做了加强
咱们实现了 其那只以及后置加强
咱们运行下看下接口对象
咱们看到理论对象是$Proxy0，咱们发现动静代理给咱们换了一个对象，咱们要钻研下他是怎么实现的
源码实现
读源码首先找到入口，没有不得入口就像无头的苍蝇，苍蝇还不叮无缝的蛋呢
上面内容有点多，也有点绕，请跟着思路来一点点解析
1、首先找到入口
咱们创立代理对象调用的是
Proxy.newProxyInstance(targetObject.getClass().getClassLoader(), targetObject.getClass().getInterfaces(), this);所以咱们先从Proxy.newProxyInstance开始动手
2、newProxyInstance办法
进入newProxyInstance办法外部
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h) throws IllegalArgumentException { //加强实现不能为空，为空就抛出异样 Objects.requireNonNull(h); //对接口数组进行clone final Class<?>[] intfs = interfaces.clone(); //出项权限查看 final SecurityManager sm = System.getSecurityManager(); if (sm != null) { checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs); } /* * Look up or generate the designated proxy class. * ********外围代码入口*********** * 查找或者是生成一个特定的代理类对象 */ Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs); /* * Invoke its constructor with the designated invocation handler. * 应用指定的调用处理程序调用其构造函数 */ try { if (sm != null) { checkNewProxyPermission(Reflection.getCallerClass(), cl); } // 从代理类对象中查找参数为InvocationHandler的结构器 final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams); final InvocationHandler ih = h; // 检测结构器是否是Public润饰，如果不是则强行转换为能够拜访的。 if (!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) { AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() { public Void run() { cons.setAccessible(true); return null; } }); } //通过反射，将h作为参数，实例化代理类，返回代理类实例。 return cons.newInstance(new Object[]{h}); } catch (IllegalAccessException | InstantiationException e) { throw new InternalError(e.toString(), e); } catch (InvocationTargetException e) { Throwable t = e.getCause(); if (t instanceof RuntimeException) { throw (RuntimeException) t; } else { throw new InternalError(t.toString(), t); } } catch (NoSuchMethodException e) { throw new InternalError(e.toString(), e); } }下面代码的外围办法是
Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);找到了外围办法持续深刻
3、getProxyClass0办法入口
生成一个代理对象的办法
/** * 生成一个代理对象 * Generate a proxy class. Must call the checkProxyAccess method * to perform permission checks before calling this. */ private static Class<?> getProxyClass0(ClassLoader loader, Class<?>... interfaces) { //接口数量不能大于65535 否则报错 具体为什么 不太分明 if (interfaces.length > 65535) { throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded"); } //依据类加载器生成代理字节码文件 // If the proxy class defined by the given loader implementing //如果接口存在缓存中们就从缓存中获取 // the given interfaces exists, this will simply return the cached copy; //否则，它将通过proxyClassFactory创立代理类 // otherwise, it will create the proxy class via the ProxyClassFactory return proxyClassCache.get(loader, interfaces); }这一段代码是从缓存中获取代理对象，外围的代码还在外面 proxyClassCache.get(loader, interfaces);
因为 proxyClassCache 是一个WeakCache 的类，所以咱们先来学习下WeakCache
4、WeakCache类
WeakCache 办法申明
在这个办法中，是间接从一个叫proxyClassCache缓存中读取的，来看一下这个缓存的申明：
/** * a cache of proxy classes * 缓存代理的class字节码文件，如果没有则应用ProxyClassFactory创立 */ private static final WeakCache<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>> proxyClassCache = new WeakCache<>(new KeyFactory(), new ProxyClassFactory());里波及到三个类：WeakCache,KeyFactory,ProxyClassFactory，其中前面两个类都是Proxy类的动态外部类，从类名能够大略猜测到，keyFactory是用来生产key的，ProxyClassFactory是用来生产代理类对象的，这个稍后会提到。
WeakCache类的大略构造
final class WeakCache<K, P, V> { private final ReferenceQueue<K> refQueue = new ReferenceQueue<>(); // the key type is Object for supporting null key // key的类型为Object，反对null key,这里的null key并不是真的能够应用null最为key,而是一个new Objdec()对象实例。ConcurrentHashMap,不容许键或值null，而HashMap能够。ConcurrentHashMap是线程平安的，HashMap不是。 private final ConcurrentMap<Object, ConcurrentMap<Object, Supplier<V>>> map = new ConcurrentHashMap<>(); private final ConcurrentMap<Supplier<V>, Boolean> reverseMap = new ConcurrentHashMap<>(); private final BiFunction<K, P, ?> subKeyFactory; private final BiFunction<K, P, V> valueFactory; // 构造方法 public WeakCache(BiFunction<K, P, ?> subKeyFactory, BiFunction<K, P, V> valueFactory) { this.subKeyFactory = Objects.requireNonNull(subKeyFactory); this.valueFactory = Objects.requireNonNull(valueFactory); } //外围入口办法 咱们接下来介绍这个类 public V get(K key, P parameter) { } ...下面的源代码中写明，代理对象的外围办法是get , 咱们联合上下文 发现 key是loader 类加载器，parameter是接口数组interfaces
5、proxyClassCache.get
这个对象是从缓存中获取字节码对象，key是接口，value是对象的字节码文件，如果给定的接口存在则返回字节码文件，如果不存在则调用proxyClassFactory创立代理类进行创立
/** * return proxyClassCache.get(loader, interfaces); * <p> * 获取代理对象的外围办法 * * @param key 类加载器 loader * @param parameter 接口的数组 interfaces * @return */ public V get(K key, P parameter) { //接口数组不能为空，否则抛出异样 Objects.requireNonNull(parameter); // 删除过期的条目 expungeStaleEntries(); // 生成缓存key对象实例，如果key = null，cacheKey = new Object(); Object cacheKey = WeakCache.CacheKey.valueOf(key, refQueue); // lazily install the 2nd level valuesMap for the particular cacheKey // 从缓存map中读取指定cacheKey的缓存数据valuesMap ConcurrentMap<Object, Supplier<V>> valuesMap = map.get(cacheKey); if (valuesMap == null) { //如果valuesMap为null,则新增 // putIfAbsent办法解释：如果值存在则返回值，并且不对原来的值做任何更改，如果不存在则新增，并返回null //map.putIfAbsent 是map中新增的一个办法 存在则返回，不存在put而后在返回 ConcurrentMap<Object, Supplier<V>> oldValuesMap = map.putIfAbsent(cacheKey, valuesMap = new ConcurrentHashMap<>()); //赋值 if (oldValuesMap != null) { valuesMap = oldValuesMap; } } // create subKey and retrieve the possible Supplier<V> stored by that // subKey from valuesMap //获取subKey，这里用到了下面提到的Proxy的动态外部类 KeyFactory:subKeyFactory.apply(ket,parameter) Object subKey = Objects.requireNonNull(subKeyFactory.apply(key, parameter)); // 从valuesMap中获取supplier Supplier<V> supplier = valuesMap.get(subKey); WeakCache.Factory factory = null; while (true) { if (supplier != null) { // supplier might be a Factory or a CacheValue<V> instance // 4、从工厂中获取代理类对象 V value = supplier.get(); if (value != null) { //5、返回 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 //1、实例化工厂 if (factory == null) { factory = new WeakCache.Factory(key, parameter, subKey, valuesMap); } if (supplier == null) { //2、将supplier保留到valuesMap中 supplier = valuesMap.putIfAbsent(subKey, factory); if (supplier == null) { // successfully installed Factory // 3、赋值 supplier = factory; } // else retry with winning supplier } else { //如果subKey和supplier都匹配则则将supplier替换为新生成的factory if (valuesMap.replace(subKey, supplier, factory)) { // successfully replaced // cleared CacheEntry / unsuccessful Factory // with our Factory //替换胜利赋值 supplier = factory; } else { // retry with current supplier //应用以后的supplier进行重试 supplier = valuesMap.get(subKey); } } } }因为程序中Proxy.newProxyInstance是第一次执行，所以while循环开始的时候，supplier，valuesMap都是null。在这个前提下，我为代码的执行程序做了一个编号，从1-5执行。
能够看到第5步，也就是源代码的第47即将后果返回，那么，代理类对象就是在第4步，也就是第43行生成的。而且也能够从第3步，也就是第65行发现supplier就是factory。
那么接下来，就剖析一下Factory.get办法。
6、Factory.get办法
Factory类是WeakCache的外部类。这个类中除去构造方法外，就是get办法了，上面是这个代码的实现：
/** * Factory 实现类Supplier 接口 */ private final class Factory implements Supplier<V> { //类加载器 loader private final K key; 接口的数组 interfaces private final P parameter; //这里的subkey 就是下面的 KeyFactory 能够会看 WeakCache 办法申明 private final Object subKey; //提供者的MAP key是KeyFactory ，value 是 Factory 自身 private final ConcurrentMap<Object, Supplier<V>> valuesMap; //构造方法 Factory(K key, P parameter, Object subKey, ConcurrentMap<Object, Supplier<V>> valuesMap) { this.key = key; this.parameter = parameter; this.subKey = subKey; this.valuesMap = valuesMap; } @Override public synchronized V get() { // serialize access // re-check //查看 如果 supplier不是本人 返回 Supplier<V> supplier = valuesMap.get(subKey); if (supplier != this) { // something changed while we were waiting: // might be that we were replaced by a CacheValue // or were removed because of failure -> // return null to signal WeakCache.get() to retry // the loop return null; } // else still us (supplier == this) // create new value //定义一个新的对象 V value = null; try { /** * valueFactory就是WeakCache的valueFactory属性，因为Factory是WeakCache的外部类，所以能够间接拜访WeakCache的valueFactory属性 * 咱们能够回去看看第四第五 proxyClassCache.get 以及 WeakCache 的简略构造 留神valueFactory 发现就是 ProxyClassFactory * 就在这一步生成了 代理对象 */ value = Objects.requireNonNull(valueFactory.apply(key, parameter)); } finally { if (value == null) { // remove us on failure valuesMap.remove(subKey, this); } } // the only path to reach here is with non-null value //校验对象不为空 assert value != null; // wrap value with CacheValue (WeakReference) WeakCache.CacheValue<V> cacheValue = new WeakCache.CacheValue<>(value); // put into reverseMap //缓存代理对象 reverseMap.put(cacheValue, Boolean.TRUE); // try replacing us with CacheValue (this should always succeed) //并将valuesMap替换为最新生成的对象 if (!valuesMap.replace(subKey, this, cacheValue)) { throw new AssertionError("Should not reach here"); } // successfully replaced us with new CacheValue -> return the value // wrapped by it //返回对象 return value; } }咱们外围留神的是
value = Objects.requireNonNull(valueFactory.apply(key, parameter));这里的valueFactory就是Proxy的动态外部类ProxyClassFactory，下面也提到过，那么就接着剖析ProxyClassFactory的apply办法吧。
7、ProxyClassFactory.apply办法
/** * 一个利用给定的类加载器和接口类数组生成，定义并返回代理类对象的工厂办法 * A factory function that generates, defines and returns the proxy class given * the ClassLoader and array of interfaces. */ private static final class ProxyClassFactory implements BiFunction<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>> { // prefix for all proxy class names //所有代理类对象的前缀 这个就答复了为什么代理类都带有$Proxy private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy"; // next number to use for generation of unique proxy class names //用于生成惟一代理类名称的下一个数字 private static final AtomicLong nextUniqueNumber = new AtomicLong(); /** * 开始咱们的外围办法apply * @param loader 类加载器 * @param interfaces 接口数组 * @return */ @Override public Class<?> apply(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces) { Map<Class<?>, Boolean> interfaceSet = new IdentityHashMap<>(interfaces.length); //接口校验循环 for (Class<?> intf : interfaces) { /* * Verify that the class loader resolves the name of this * interface to the same Class object. */ Class<?> interfaceClass = null; try { //加载接口类，取得接口类的类对象，第二个参数为false示意不进行实例化 interfaceClass = Class.forName(intf.getName(), false, loader); } catch (ClassNotFoundException e) { } //进行校验 if (interfaceClass != intf) { throw new IllegalArgumentException( intf + " is not visible from class loader"); } /* * Verify that the Class object actually represents an * interface. * 验证是否是接口 不是接口报错 */ if (!interfaceClass.isInterface()) { throw new IllegalArgumentException( interfaceClass.getName() + " is not an interface"); } /* * Verify that this interface is not a duplicate. * 验证此接口不是反复的，反复的就报错 */ if (interfaceSet.put(interfaceClass, Boolean.TRUE) != null) { throw new IllegalArgumentException( "repeated interface: " + interfaceClass.getName()); } } //代理类的包名 String proxyPkg = null; // package to define proxy class in //拜访权限 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(); //如果接口是public就跳过 咱们的接口基本上不会走这里 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 //如果没有public的接口 就是用 com.sun.proxy 的包前缀 //相似于com.sun.proxy.$Proxy0 proxyPkg = ReflectUtil.PROXY_PACKAGE + "."; } /* * Choose a name for the proxy class to generate. * 生成代理类的类名 */ //生成代理类的序号 long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement(); //生成代理类的齐全限定名 String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num; /* * Generate the specified proxy class. * 生成代理类class文件 * 这个是生成的外围办法 */ byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass( proxyName, interfaces, accessFlags); try { //返回代理类对象 return defineClass0(loader, proxyName, proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length); } catch (ClassFormatError e) { /* * A ClassFormatError here means that (barring bugs in the * proxy class generation code) there was some other * invalid aspect of the arguments supplied to the proxy * class creation (such as virtual machine limitations * exceeded). */ throw new IllegalArgumentException(e.toString()); } } }在代码的第111行，生成了代理类的class文件，并且在115行返回了咱们须要的代理类对象。那么怎么找到这个生成的代理类class文件呢？
到这里 咱们就跟完了动静代理的外围流程，咱们解释了为什么 代理类都带有$Proxy，以及前面的序号是怎么来的。
生成代码的外围代码是
byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass( proxyName, interfaces, accessFlags);ProxyGenerator是依据代理名称接口生成代理类的外围代码，咱们就不跟进去了，当前有工夫再进去，外面都是字节码操作的常识了，也是在sun.misc包下，个别是不开源的，如果须要能够去下载sun包的源码，1.8之后就不开源了。
查看生成的代理类
咱们下面最终跟到了ProxyGenerator类，ProxyGenerator是生成字节码文件的外围代码，咱们想看下生成的字节码怎么办呢，咱们本人去生成并且输入进去。
看代码
//生成代理字节码数组文件 传入一个接口数组byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass("com.sun.proxy", new Class[]{Buying.class}, 1);//将字节数组转换成class文件并输入到本地 FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("d:/com.sun.proxy.class")); fos.write(proxyClassFile); fos.flush(); fos.close();咱们反编译以下 com.sun.proxy.class
//继承了Proxy类，实现了Buying接口public class proxy extends Proxy implements Buying { private static Method m1; private static Method m2; private static Method m3; private static Method m0; //构造方法，间接调用了父类，也就是Proxy的构造方法，参数paramInvocationHandler就是咱们的BuingHandler实例化对象handler public proxy(InvocationHandler paramInvocationHandler) { super(paramInvocationHandler); } /** * 实现equals 办法 * @param var1 * @return */ public final boolean equals(Object var1) { try { return (Boolean)super.h.invoke(this, m1, new Object[]{var1}); } catch (RuntimeException | Error var3) { throw var3; } catch (Throwable var4) { throw new UndeclaredThrowableException(var4); } } /** * 实现toString办法 * @return */ public final String toString() { try { return (String)super.h.invoke(this, m2, (Object[])null); } catch (RuntimeException | Error var2) { throw var2; } catch (Throwable var3) { throw new UndeclaredThrowableException(var3); } } //实现了Buying 接口的 buy public final String buy() { try { /** * 这里的h就是咱们的BuingHandler 实例 * 调用 父类 Proxy 外面咱们传入的 BuingHandler 对象 */ return (String)super.h.invoke(this, m3, (Object[])null); } catch (RuntimeException | Error var2) { throw var2; } catch (Throwable var3) { throw new UndeclaredThrowableException(var3); } } /** * 实现了hashCode办法 * @return */ public final int hashCode() { try { return (Integer)super.h.invoke(this, m0, (Object[])null); } catch (RuntimeException | Error var2) { throw var2; } catch (Throwable var3) { throw new UndeclaredThrowableException(var3); } } //动态代码块，做初始化操作 static { try { //通过反射，获取Object对象办法对象的equals 办法 m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", Class.forName("java.lang.Object")); //通过反射，获取Object对象办法对象的toString 办法 m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString"); //通过反射，获取Buying对象办法对象的buy 办法 m3 = Class.forName("com.test.proxy.Buying").getMethod("buy"); //通过反射，获取Object对象办法对象的hashCode 办法 m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode"); } catch (NoSuchMethodException var2) { throw new NoSuchMethodError(var2.getMessage()); } catch (ClassNotFoundException var3) { throw new NoClassDefFoundError(var3.getMessage()); } }}代理类实例化的代码是：cons.newInstance(new Object[]{h})。这里是通过反射调用代理类对象的构造方法，传入了参数h（咱们的BuingHandler实例化对象handler）。
这个构造方法，就是上述反编译代码里的构造方法，而上述反编译代码里的构造方法调用了Proxy类的构造方法，来看一下Proxy类的构造方法：
protected InvocationHandler h; protected Proxy(InvocationHandler h) { Objects.requireNonNull(h); this.h = h; }这里将咱们传入的handler间接赋值给了InvocationHandler h。上述反编译代码中的super.h 就是咱们传入的handler。
所以proxy.buy();办法在执行的时候会去调用BuingHandler类的invoke办法。
好了到这里咱们的源码解析曾经完了。
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