jdk动态代理实现总结和范例

最近在研究spring aop，其中代理在aop扮演着一个很重要的角色，现在来总结一下动态代理（这里只总结动态代理，代理模式和静态代理略）。

动态代理是跟静态代理的目的都一样，代理类主要负责为委托类预处理消息、过滤消息、把消息转发给委托类，以及事后处理消息等。代理类与委托类之间通常会存在关联关系，代理类的对象本身并不真正实现服务，而是通过调用委托类的对象的相关方法，来提供特定的服务。

先来看看动态代理的一个简单的例子：
业务接口ITalk

public interface ITalk {
    void talk();
}

业务实现类 People

public class People implements ITalk {
    @Override
    public void talk() {
        System.out.println("people talk");
    }
}

代理类MyProxy

public class MyProxy implements InvocationHandler {
    private Object target;

    public Object bind(Object target) throws NoSuchMethodException, SecurityException{
        this.target = target;
        return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), this);
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        Object result = null;
        System.out.println("切面之前业务");
        result = method.invoke(target, args);
        System.out.println("切面之后业务");
        return result;
    }
}

客户端代码：

public static void main(String[] args)  {
        ITalk talk = (ITalk)new MyProxy().bind(new People());
        talk.talk();

    }

输出结果为：
主业务之前做的事
people talk
主业务之后做的事

执行完毕，似乎一切都很神奇，为什么People的talk方法的多输出了‘主业务之前做的事’和‘主业务之后做的事’？不是只有‘people talk’吗？这就是动态代理的威力······

调试一下程序，可以发现客户端代码中的talk引用的对象是$Proxy0，由此我们可以知道，这个对象跟Proxy有很大的联系。

jdk中动态代理的实现有两个重要的角色：java.lang.reflect.Proxy类和java.lang.reflect.InvocationHandler接口。
InvocationHandler接口：

public interface InvocationHandler {
    public Object invoke(Object proxy,Method method,Object[] args) throws Throwable;
}

Proxy的newProxyInstance方法：

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
                                          Class<?>[] interfaces,
                                          InvocationHandler h)
        throws IllegalArgumentException
    {
        Objects.requireNonNull(h);

        final Class<?>[] intfs = interfaces.clone();
        final SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
        if (sm != null) {
            checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs);
        }
        Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);

         if (sm != null) {
                checkNewProxyPermission(Reflection.getCallerClass(), cl);
            }

            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});
    }

神奇的事情都发生在Proxy的newProxyInstance方法，里面调用了一个重要的方法getProxyClass0()

private static Class<?> getProxyClass0(ClassLoader loader,
                                           Class<?>... interfaces) {
        if (interfaces.length > 65535) {
            throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");
        }
        return proxyClassCache.get(loader, interfaces);
    }

继续往proxyClassCache.get(loader, interfaces)里探究,最后发现Proxy的一个内部类ProxyClassFactory中的apply方法

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

            Map<Class<?>, Boolean> interfaceSet = new IdentityHashMap<>(interfaces.length);
            for (Class<?> intf : interfaces) {
                Class<?> interfaceClass = null;
                try {
                    interfaceClass = Class.forName(intf.getName(), false, loader);
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                }

                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;

            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) {
                proxyPkg = ReflectUtil.PROXY_PACKAGE + ".";
            }

            long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement();
            String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;


            byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(
                proxyName, interfaces, accessFlags);
            try {
                return defineClass0(loader, proxyName,
                                    proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);
            } catch (ClassFormatError e) {

                throw new IllegalArgumentException(e.toString());
            }
        }
    }

细细研究，其实可以发现Proxy.newProxyInstance的作用如下：
1、根据传入的interfaces参数动态产生一个类，并实现interfaces中的接口，上面的例子就是生成的动态类实现了ITalk。并且继承了Proxy类，重写hashcode，equals，toString方法，具体实现在ProxyGenerator.generateProxyClass(…); 并生成了$Proxy0类

2，通过传入的classloader将刚产生的类加载到jvm中。

3,、第三个参数为InvocationHandler，调用新产生的$Proxy0的构造函数,Proxy(InvocationHandle h)，并且用interfaces参数遍历其所有接口的方法，并生成Method对象初始化对象的几个Method成员变量
4、将Proxy0的实例返回给客户端。

因为Proxy0实现了ITalk，所以可以转化为ITalk类型，并且调用ITalk的talk方法，而这里，其实也就是调用了InvocationHandle中的invoke方法:
在$Proxy0中的talk方法：

public final void talk{
try {
    super.h.invoke(this, m3, null); //该段则执行了InvocationHandler.invoke();  super.h既是InvocationHandler
    return;
   } catch (Error e) {
   } catch (Throwable throwable) {
    throw new UndeclaredThrowableException(throwable);
   }
 }

至此，就可以接受不同的委托而进行动态的代理了。