一、Jvm載入物件
在說Java動態代理之前，還是要說一下Jvm載入物件的過程，這個依舊是理解動態代理的基礎性原理：
Java類即原始碼程式.java型別檔案，經過編譯器編譯之後就被轉換成位元組程式碼.class型別檔案，類載入器負責讀取位元組程式碼，並轉換成java.lang.Class物件，描述類在後設資料空間的資料結構，類被例項化時，堆中儲存例項化的物件資訊，並且通過物件型別資料的指標找到類。
過程描述：原始碼->.java檔案->.class檔案->Class物件->例項物件
所以通過New建立物件，獨斷其背後很多實現細節，理解上述過程之後，再瞭解一個常用的設計模式，即代理模式。
二、代理模式
1、基本描述
代理模式給某一個(目標)物件提供一個代理物件，並由代理物件持有目標物件的引用。所謂代理，就是一個物件代表另一個物件執行相應的動作程式。而代理物件可以在客戶端和目標物件之間起到中介的作用。
代理模式在實際的生活中場景很多，例如中介、律師、代購等行業，都是簡單的代理邏輯，在這個模式下存在兩個關鍵角色：
目標物件角色：即代理物件所代表的物件。
代理物件角色：內部含有目標物件的引用，可以操作目標物件；AOP程式設計就是基於這個思想。
2、靜動態模式
-
靜態代理：在程式執行之前確定代理角色，並且明確代理類和目標類的關係。
-
動態代理：基於Java反射機制，在JVM執行時動態建立和生成代理物件。
三、靜態代理
基於上述靜態代理的概念，用一段程式碼進行描述實現，基本邏輯如下：
- 明確目標物件即被代理的物件；
- 定義代理物件，通過構造器持有目標物件；
- 代理物件中定義前後置增強方法；
目標物件與前後置增強程式碼就組成了代理物件，這樣就不用直接訪問目標物件，像極了電視劇中那句話：我是律師，我的當事人不方便和你對話。
public class Proxy01 {
public static void main(String[] args) {
TargetObj targetObj = new TargetObj() ;
ProxyObj proxyObj = new ProxyObj(targetObj) ;
proxyObj.invoke();
}
}
class TargetObj {
public void execute (){
System.out.println("目標類方法執行...");
}
}
class ProxyObj {
private TargetObj targetObj ;
/**
* 持有目標物件
*/
public ProxyObj (TargetObj targetObj){
this.targetObj = targetObj ;
}
/**
* 目標物件方法呼叫
*/
public void invoke (){
before () ;
targetObj.execute();
after () ;
}
/**
* 前後置處理
*/
public void before (){
System.out.println("代理物件前置處理...");
}
public void after (){
System.out.println("代理物件後置處理...");
}
}
靜態代理明確定義了代理物件，即有一個代理物件的.java檔案載入到JVM的過程，很顯然的一個問題，在實際的開發過程中，不可能為每個目標物件都定義一個代理類，同樣也不能讓一個代理物件去代理多個目標物件，這兩種方式的維護成本都極高。
代理模式的本質是在目標物件的方法前後置入增強操作，但是又不想修改目標類，通過前面反射機制可以知道，在執行的時候可以獲取物件的結構資訊，基於Class資訊去動態建立代理物件，這就是動態代理機制。
順便說一句：技術的底層實現邏輯不好理解是眾所周知，然而基礎知識點並不複雜，例如代理模式的基本原理，但是結合到實際的複雜應用中（AOP模式），很難活靈活現的理解到是基於反射和動態代理的方式實現的。
四、動態代理
1、場景描述
基於一個場景來描述動態代理和靜態代理的區別，即最近幾年很火的概念，海外代購：
在代購剛興起的初期，是一些常去海外出差的人，會接代購需求，即代理人固定；後來就興起海外代購平臺，海淘等一系列產品，即使用者代購需求（目標物件）由代購平臺去實現，但是具體誰來操作這個就看即時分配，這個場景與動態代理的原理類似。
2、基礎API案例
首先看兩個核心類，這裡簡述下概念，看完基本過程再細聊：
-
Proxy-建立代理物件，核心引數：
- ClassLoader：（目標類）載入器；
- Interfaces：（目標類）介面陣列；
- InvocationHandler：代理呼叫機制；
-
InvocationHandler-代理類呼叫機制：
- invoke：這個上篇說的反射原理；
- method：反射類庫中的核心API；
目標物件和介面
interface IUser {
Integer update (String name) ;
}
class UserService implements IUser {
@Override
public Integer update(String name) {
Integer userId = 99 ;
System.out.println("UserId="+userId+";updateName="+name);
return userId ;
}
}
代理物件執行機制
class UserHandler implements InvocationHandler {
private Object target ;
public UserHandler (Object target){
this.target = target ;
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println("before()...");
Object result = method.invoke(target, args);
System.out.println("after()...");
return result;
}
}
具體組合方式
public class Proxy02 {
public static void main(String[] args) {
/*
* 生成$Proxy0的class檔案
*/
System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");
/*
* 目標物件資訊
*/
IUser userService = new UserService();
ClassLoader classLoader = userService.getClass().getClassLoader();
Class<?>[] interfaces = UserService.class.getInterfaces() ;
/*
* 建立代理物件
*/
InvocationHandler userHandler = new UserHandler(userService);
/*
* 代理類物件名
* proxyClassName=com.java.proxy.$Proxy0
*/
String proxyClassName = Proxy.newProxyInstance(classLoader,interfaces,userHandler).getClass().getName();
System.out.println("proxyClassName="+proxyClassName);
/*
* 具體業務實現模擬
*/
IUser proxyUser1 = (IUser) Proxy.newProxyInstance(classLoader,interfaces,userHandler);
IUser proxyUser2 = (IUser) Proxy.newProxyInstance(classLoader,interfaces,userHandler);
proxyUser1.update("cicada") ;
proxyUser2.update("smile") ;
}
}
這裡之所以要生成代理類的結構資訊，因為從JVM載入的過程看不到相關內容，關鍵資訊再次被獨斷：
javap -v Proxy02.class
檢視代理類名稱
/*
* proxyClassName=com.java.proxy.$Proxy0
*/
String proxyClassName = Proxy.newProxyInstance(classLoader,interfaces,userHandler).getClass().getName();
System.out.println("proxyClassName="+proxyClassName);
下意識輸出代理物件名稱，這裡即對應JVM機制，找到Class物件名，然後分析結構，這樣就明白動態代理具體的執行原理了。
生成代理類.class檔案
System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");
通過上面JVM載入物件的機制可知，描述代理類的Class物件一定存在，只是在執行時並沒有生成顯式的.class檔案，通過上面生成代理類.class的語法，會在專案目錄的/com/java/proxy路徑下建立檔案。
順便說一句：作為一隻程式設計師，複雜總是和我們環環相繞，說好的簡單點呢？
3、代理類結構
繼承與實現
class $Proxy0 extends Proxy implements IUser {}
從代理類的功能來思考，可以想到需要繼承Proxy與實現IUser介面，還有就是持有呼叫機制的具體實現類，用來做業務增強。
構造方法
public $Proxy0(InvocationHandler var1) throws {
super(var1);
}
通過構造方法，持有UserHandler具體的執行機制物件。
介面實現
final class $Proxy0 extends Proxy implements IUser {
private static Method m3;
public final Integer update(String var1) throws {
try {
return (Integer)super.h.invoke(this, m3, new Object[]{var1});
} catch (RuntimeException | Error var3) {
throw var3;
} catch (Throwable var4) {
throw new UndeclaredThrowableException(var4);
}
}
}
目標類的基本需求update()方法，通過代理類進行承接，並基於UserHandler實現具體的增強業務處理。
基礎方法
final class $Proxy0 extends Proxy implements IUser {
private static Method m0;
private static Method m1;
private static Method m2;
public $Proxy0(InvocationHandler var1) throws {
super(var1);
}
static {
try {
m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", Class.forName("java.lang.Object"));
m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString");
m3 = Class.forName("com.java.proxy.IUser").getMethod("update", Class.forName("java.lang.String"));
m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode");
} catch (NoSuchMethodException var2) {
throw new NoSuchMethodError(var2.getMessage());
} catch (ClassNotFoundException var3) {
throw new NoClassDefFoundError(var3.getMessage());
}
}
public final boolean equals(Object var1) throws {
try {
return (Boolean)super.h.invoke(this, m1, new Object[]{var1});
} catch (RuntimeException | Error var3) {
throw var3;
} catch (Throwable var4) {
throw new UndeclaredThrowableException(var4);
}
}
public final String toString() throws {
try {
return (String)super.h.invoke(this, m2, (Object[])null);
} catch (RuntimeException | Error var2) {
throw var2;
} catch (Throwable var3) {
throw new UndeclaredThrowableException(var3);
}
}
public final int hashCode() throws {
try {
return (Integer)super.h.invoke(this, m0, (Object[])null);
} catch (RuntimeException | Error var2) {
throw var2;
} catch (Throwable var3) {
throw new UndeclaredThrowableException(var3);
}
}
}
基於Object類，定義Java中幾個常用方法equals()判斷，toString()方法，hashCode()值，這個在分析Map原始碼的時候有說過為什麼這幾個方法通常都是一起出現。
4、JDK原始碼
上面是案例執行的過程和原理，還有一個關鍵點要明白，即JDK原始碼的邏輯：
IUser proxyUser = (IUser) Proxy.newProxyInstance(classLoader,interfaces,userHandler);
Proxy提供的靜態方法newProxyInstance()，通過各個引數的傳入，構建一個新的代理Class物件，即$Proxy0類的結構資訊，這裡再回首看下三個核心引數：
-
ClassLoader：基於JVM執行過程，所以需要獲取目標類UserService的類載入器；
-
Interfaces：目標類UserService實現的介面，從物件導向來考慮，介面與實現分離，代理類通過實現IUser介面，模擬目標類的需求；
-
InvocationHandler：代理類提供的功能封裝即UserHandler，可以在目標方法呼叫前後做增強處理；
最後總結一下動態代理的實現的核心技術點：Jvm載入原理、反射機制、物件導向思想；每次閱讀JDK的原始碼都會驚歎設計者的鬼斧神工，滴水穿石堅持才會有收穫。
JVM類載入機制 | 代理模式 | AOP切面程式設計 | 自定義日誌記錄 | Map原始碼分析
五、原始碼地址
GitHub·地址
https://github.com/cicadasmile/java-base-parent
GitEE·地址
https://gitee.com/cicadasmile/java-base-parent
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