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原始碼專題之spring設計模式

jdk動態代理

jdk動態代理

程式碼實現 滿足代理模式應用場景的三個必要條件

  • 兩個角色:執行者、被代理物件
  • 注重過程,必須要做,被代理物件沒時間做或者不想做(怕羞羞),不專業
  • 執行者必須拿到被代理物件的個人資料(執行者持有被代理物件的引用)

jdk的動態代理通過呼叫Proxy.newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h) 方法,生成目標物件的代理類,interfaces引數為目標物件所實現的全部介面,InvocationHandler的實現類負責在呼叫方法前後處理自定義邏輯,下面我們以媒婆介紹物件為背景實現: 1 首先是需要找物件的人

public interface Person {
    void findLove();    
    String getSex();
    String getName();
}
---
public class XiaoFang implements Person{
    private String sex = "女";
    private String name = "小芳";
    
    @Override
    public void findLove() {
        System.out.println("我叫" + this.name + ",性別:" + this.sex + "我找物件的要求是:");
        System.out.println("高富帥");
        System.out.println("有房有車的");
        System.out.println("身高要求180cm以上,體重70kg");
    }

    public String getSex() {
        return sex;
    }

    public void setSex(String sex) {
        this.sex = sex;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

2 小芳不好意思找物件,就要找媒婆來搭橋

public class Meipo implements InvocationHandler {
    
    private Person target; //需要代理的目標物件
    
    //獲取被代理人的個人資料
    //將目標物件傳入進行代理
    public Object getInstance(Person target) throws Exception{
        this.target = target;
        Class clazz = target.getClass();
        System.out.println("被代理物件的class是:"+clazz);
        return Proxy.newProxyInstance(clazz.getClassLoader(), clazz.getInterfaces(), this);//返回代理物件
    }
    

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        
        System.out.println("開始進行海選...");
        System.out.println("------------");
        //代理找物件
        Object ret = method.invoke(this.target, args);
        System.out.println("------------");
        System.out.println("如果合適的話,就準備結婚);
        return ret;
    }
}

3 正式開始委託媒婆找物件

public class TestFindLove {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Person obj = (Person)new Meipo().getInstance(new XiaoFang());
            System.out.println(obj.getClass());
            obj.findLove();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

手寫實現jdk動態代理

這裡我們不用jdk提供的reflect api,自己手寫實現jdk動態代理,來進一步看一下動態代理的內部實現。 1 需要找物件的人,參照上面的person介面及實現

2 媒婆需要獲取被代理人的個人資訊,並生成一個替代品(代理物件)

public class MyPorxy {
    
    private static String ln = "\r\n";
    
    public static Object newProxyInstance(MyClassLoader classLoader, Class<?>[] interfaces, MyInvocationHandler h){
        
        
        try{
            //1、生成原始碼
            String proxySrc = generateSrc(interfaces[0]);
            
            //2、將生成的原始碼輸出到磁碟,儲存為.java檔案
            String filePath = MyPorxy.class.getResource("").getPath();
            File f = new File(filePath + "$Proxy0.java");
            FileWriter fw = new FileWriter(f);
            fw.write(proxySrc);
            fw.flush();
            fw.close();
        
            //3、編譯原始碼,並且生成.class檔案
            JavaCompiler  compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();
            StandardJavaFileManager manager = compiler.getStandardFileManager(null, null, null);
            Iterable iterable = manager.getJavaFileObjects(f);
            
            CompilationTask task = compiler.getTask(null, manager, null, null, null, iterable);
            task.call();
            manager.close();
        
            //4.將class檔案中的內容,動態載入到JVM中來
            
            //5.返回被代理後的代理物件
            Class proxyClass = classLoader.findClass("$Proxy0");
            Constructor c = proxyClass.getConstructor(MyInvocationHandler.class);
            f.delete();
            
            return c.newInstance(h);
            
        }catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        
        return null;
    }
    
    
    private static String generateSrc(Class<?> interfaces){
        StringBuffer src = new StringBuffer();
        src.append("package com.lh.reflect;" + ln);
        src.append("import java.lang.reflect.Method;" + ln);
        src.append("public class $Proxy0 implements " + interfaces.getName() + "{" + ln);
        src.append("MyInvocationHandler h;" + ln);
        src.append("public $Proxy0(MyInvocationHandler h) {" + ln);
        src.append("this.h = h;" + ln);
        src.append("}" + ln);
        
        for (Method m : interfaces.getMethods()) {
            src.append("public " + m.getReturnType().getName() + " " + m.getName() + "(){" + ln);
            src.append("try{" + ln);
            src.append("Method m = " + interfaces.getName() + ".class.getMethod(\"" +m.getName()+"\",new Class[]{});" + ln);
            src.append("this.h.invoke(this,m,null);" + ln);
            src.append("}catch(Throwable e){e.printStackTrace();}" + ln);
            src.append("}" + ln);
        }
        src.append("}");
        return src.toString();
    }
}

3 MyClassLoader程式碼:

//程式碼生成、編譯、重新動態load到JVM
public class MyClassLoader extends ClassLoader{

    private File baseDir;
    
    public MyClassLoader(){
        String basePath = MyClassLoader.class.getResource("").getPath();
        this.baseDir = new java.io.File(basePath);
    }
    
    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        String className = MyClassLoader.class.getPackage().getName() + "." + name;
        if(baseDir != null){
            File classFile = new File(baseDir,name.replaceAll("\\.", "/") + ".class");
            if(classFile.exists()){
                FileInputStream in = null;
                ByteArrayOutputStream out = null;
                try{
                    in = new FileInputStream(classFile);
                    out = new ByteArrayOutputStream();
                    byte [] buff = new byte[1024];
                    int len;
                    while ((len = in.read(buff)) != -1) {
                        out.write(buff, 0, len);
                    }
                    return defineClass(className, out.toByteArray(), 0,out.size());
                    
                }catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }finally{
                    if(null != in){
                        try {
                            in.close();
                        } catch (IOException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    if(null != out){
                        try {
                            out.close();
                        } catch (IOException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    classFile.delete();
                }
                
            }
        }
        
        return null;
    }
    
}

4 接下來媒婆介紹物件的環節就水到渠成了

public interface MyInvocationHandler {
     public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable;
}
---
public class MyMeipo implements MyInvocationHandler {
    
    private Person target;
    
    //獲取被代理人的個人資料
    public Object getInstance(Person target) throws Exception{
        this.target = target;
        Class clazz = target.getClass();
        System.out.println("被代理物件的class是:"+clazz);
        return MyPorxy.newProxyInstance(new MyClassLoader(), clazz.getInterfaces(), this);
    }
    
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("開始進行海選...");
        System.out.println("------------");
        Object ret = method.invoke(this.target, args);
        System.out.println("------------");
        System.out.println("如果合適的話,就準備結婚");
        return ret;
    }
}

總結 jdk動態代理原理:

  • 拿到被代理物件的引用,然後獲取它的介面
  • JDK代理重新生成一個類,同時實現我們給的代理物件所實現的介面
  • 把被代理物件的引用也拿到了
  • 重新動態生成一個class位元組碼
  • 然後編譯