设计模式之代理,手动实现动态代理,揭秘原理实现

  • 时间:
  • 浏览:0
  • 来源:大发快3_快3下载app送28_大发快3下载app送28

前言

  开心一刻

    周末,带着男人的女人儿子同時 逛公园。儿子都才能才能 人跑在前面,吧唧一下不小心摔了一跤,脑袋瓜子摔了个包,稀里哗啦的哭道:“爸爸,我会无需摔成傻子!”

    我指了指我眼前 的伤痕安慰道:“无需的,你看,这是爸爸小以前摔的。”

    话还都才能才能 说话,小家伙哭的更厉害了:“那许多说我长大后就会和你一样傻了,我暂且,我暂且!”

    男人的女人忍不住发飙:“别哭了,你为什么在么在在么在会变傻呢?你看你爸,你爸傻吗?”

    我赶紧发表声明 道:“是啊,你看我多聪明!”

    儿子:“真的,不骗我?”

    男人的女人:“当然!”

    儿子:“都才能才能 可能老爸删剪都才能傻子,当年为什么在么在在么在会娶你你你你是什么母老虎呢?”

    我、男人的女人:……

那些是代理模式

  所谓代理,许多都才能才能 人可都才能都才能 机构代表都才能才能 人可都才能都才能 机构采取行动。在许多情况下,都才能才能 客户你可不都可以 可都才能直接引用都才能才能 对象,而代理对象都才能在客户端和目标对象之间起到中介的左右。

  代理模式:给某都才能才能 对象提供都才能才能 代理或占位符,并由代理对象来控制对原对象的访问,通过代理对象访问目标对象,都才能才能 都才能在不修改原目标对象的前提下,提供额外的功能操作,扩展目标对象的功能。说简单点,代理模式许多设置都才能才能 上方代理来控制访问原目标对象,以达到增强原对象的功能和繁杂访问法律措施。一般而言会分一种:静态代理、动态代理和CGLIB代理

  代理模式形态学 如下:

静态代理

  静态代理都才能代理对象和被代理对象实现一样的接口,朋友来看个例子就清楚了

  示例代理:static-proxy

  代理类:UserDaoProxy.java

  UserDaoProxy代理IUserDao类型,此时也都才能才能 代理IUserDao类型的被代理对象。测试结果就不展示了,相信朋友看一遍代码也知道了

  优点:都才能在不修改目标对象的前提下扩展目标对象的功能

  缺点:可能都才能代理多个类,每个类都才能有都才能才能 代理类,会由于着代理类无限制扩展;可能类所含多个法律措施,同样的代理逻辑都才能反复实现、应用到每个法律措施上,一旦接口增加法律措施,目标对象与代理对象删剪都才能进行修改

  都才能才能 静态代理都才能才能 代理都才能才能 类,都才能才能 有都才能才能 那些法律措施都才能实现同都才能才能 代理类来代理任意对象呢?肯定有的,也许多下面讲到的:动态代理

动态代理

  代理类在系统进程运行时创建的代理法律措施被成为动态代理。 也许多说,你你你是什么情况下,代理类并删剪都才能在Java代码中定义的,许多在运行时根据朋友在Java代码中的“指示”动态生成的。下面朋友一步一步手动来实现动态代理。下面的示例删剪都才能直接针对接口的,就删剪都才能针对接口的具体实现类了,静态代理示例中,UserDaoProxy代理的是IUserDao的实现类:UserDaoImpl,都才能才能 动态代理示例就直接针对接口了,下面示例针对的删剪都才能UserMapper接口,模拟的mybatis,但不局限于UserMapper接口

  代理类源代码持久化

    1、先利用反射动态生成代理类,并持久化代理类到磁盘(也许多生成代理类的java源文件),generateJavaFile法律措施如下

      生成的代理类:$Proxy0.java 如下

      你你你是什么代理类的生成过程是朋友另一方实现的,实现不难 ,但排版太繁琐,朋友都才能用javapoet来生成代理类源代码,generateJavaFileByJavaPoet法律措施如下

      生成的代理类:JavaPoet$Proxy0.java 如下

    利用javapoet生成的代理类更接近朋友平时手动实现的类,排版更符合朋友的编码习惯,看上去更自然许多;两者的实现过程是一样的,许多javapoet排版更好

    2、既然代理类的源代码可能有了,都才能才能 都才能对其编译了,compileJavaFile法律措施如下

      会在指定目录下看一遍:$Proxy0.class

    3、加载$Proxy0.class,并创建确实例对象(代理实例对象)

public static <T> T newInstance(Class<T> interface_) throws Exception{
    String proxyJavaFileDir = SRC_JAVA_PATH + interface_.getPackage().getName().replace(".", File.separator) + File.separator;

    // 1、生成interface_接口的实现类,并持久化到磁盘:$Proxy0.java
    generateJavaFile(interface_, proxyJavaFileDir);

    // 2、编译$Proxy0.java,生成$Proxy0.class到磁盘
    compileJavaFile(proxyJavaFileDir);

    // 3、加载$Proxy0.class,并创建确实例对象(代理实例对象)
    MyClassLoader loader = new MyClassLoader(proxyJavaFileDir, interface_);
    Class<?> $Proxy0 = loader.findClass(PROXY_CLASS_NAME);
    return (T)$Proxy0.newInstance();
}

private static class MyClassLoader<T> extends ClassLoader {

    private String proxyJavaFileDir;
    private Class<T> interface_;

    public MyClassLoader(String proxyJavaFileDir, Class<T> interface_) {
        this.proxyJavaFileDir = proxyJavaFileDir;
        this.interface_ = interface_;
    }

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {

        File clazzFile = new File(proxyJavaFileDir, name + ".class");
        //可能字节码文件趋于稳定
        if (clazzFile.exists()) {
            //把字节码文件加载到VM
            try {
                //文件流对接class文件
                FileInputStream inputStream = new FileInputStream(clazzFile);
                ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
                byte[] buffer = new byte[1024];
                int len;
                while ((len = inputStream.read(buffer)) != -1) {
                    baos.write(buffer, 0, len);                     // 将buffer中的内容读取到baos中的buffer
                }
                //将buffer中的字节读到内存加载为class
                return defineClass(interface_.getPackage().getName() + "." + name, baos.toByteArray(), 0, baos.size());
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return super.findClass(name);
    }
}
View Code

      有了代理实例对象,朋友就都才能利用它进行操作了,演示结果如下

    删剪工程地址:proxy-java-file,删剪流程图如下

    此时的Proxy类能创建任何接口的实例,处置了静态代理趋于稳定的代理类泛滥、多个法律措施中代理逻辑反复实现的疑问;但有个疑问别问我朋友注意到:$Proxy0.java有必要持久化到磁盘吗,朋友都才能直接编译内存中的代理类的字符串源代码,得到$Proxy0.class呢?

  代理类源代码不持久化

    $Proxy0.java和$Proxy0.class是没必要生成到磁盘的,朋友直接编译内存中的代理类的字符串源代码,同時 直接在内存中加载$Proxy0.class,无需写、读磁盘,都才能提升不少性能

    删剪工程地址:proxy-none-java-file,此时的流程图如下

    Proxy.java源代码如下

    相比有代理类源代码持久化,核心的动态代理生成过程不变,许多减少了.java和.class文件的持久化;其中用到了第三方工具:com.itranswarp.compile(朋友也都才能拓展jdk,实现内存中操作),完成了字符串在内存中的编译、class在内存中的加载,直接用jdk的编译工具,会在磁盘生成$Proxy0.class

    测试结果如下

      都才能看一遍,都才能才能 .java和.class的持久化

    此时就完美哪年?可能现在有另外都才能才能 接口ISendMessage,代理逻辑删剪都才能

System.out.println("数据库操作, 并获取执行结果...")

    朋友该为什么在么在在么在办? 针对ISendMessage又重新写都才能才能 Proxy?显然还欠缺灵活,说的简单点:此种代理都才能代理任何接口,许多代理逻辑确是固定死的,都才能 自定义,都才能才能 会造成一种代理逻辑会有都才能才能 代理工厂(Proxy),会造成代理工厂的泛滥

  代理逻辑接口化,供用户自定义

    既然无代理类源代码持久化中的代理逻辑都才能 自定义,都才能才能 朋友就将它抽出来,提供代理逻辑接口

    删剪工程地址:proxy-none-java-file-plus,流程图与无代理类源代码持久化中一样,此时代理类的生成过程繁杂了不少,涉及到代理逻辑接口:InvacationHandler的处置

    generateJavaFile(...)法律措施

/**
 * 生成接口实现类的源代码
 * @param interface_
 * @throws Exception
 */
private static String generateJavaFile(Class<?> interface_, InvocationHandler handler) throws Exception {
    StringBuilder proxyJava = new StringBuilder();
    proxyJava.append("package ").append(PROXY_PACKAGE_NAME).append(";").append(ENTER).append(ENTER)
            .append("import java.lang.reflect.Method;").append(ENTER).append(ENTER)
            .append("public class ").append(PROXY_FILE_NAME).append(" implements ").append(interface_.getName()).append(" {").append(ENTER)
            .append(ENTER).append(TAB_STR).append("private InvocationHandler  handler;").append(ENTER).append(ENTER);

    // 代理对象构造法律措施
    proxyJava.append(TAB_STR).append("public ").append(PROXY_FILE_NAME).append("(InvocationHandler handler) {").append(ENTER)
            .append(TAB_STR).append(TAB_STR).append("this.handler = handler;").append(ENTER)
            .append(TAB_STR).append("}").append(ENTER);

    // 接口法律措施
    Method[] methods = interface_.getMethods();
    for(Method method : methods) {
        String returnTypeName = method.getGenericReturnType().getTypeName();
        Type[] paramTypes = method.getGenericParameterTypes();
        proxyJava.append(ENTER).append(TAB_STR).append("@Override").append(ENTER)
                .append(TAB_STR).append("public ").append(returnTypeName).append(" ").append(method.getName()).append("(");

        List<String> paramList = new ArrayList<>();     // 法律措施参数值
        List<String> paramTypeList = new ArrayList<>(); // 法律措施参数类型
        for(int i=0; i<paramTypes.length; i++) {
            if (i != 0) {
                proxyJava.append(", ");
            }
            String typeName = paramTypes[i].getTypeName();
            proxyJava.append(typeName).append(" param").append(i);
            paramList.add("param" + i);
            paramTypeList.add(typeName+".class");
        }
        proxyJava.append(") {").append(ENTER)
                .append(TAB_STR).append(TAB_STR).append("try {").append(ENTER)
                .append(TAB_STR).append(TAB_STR).append(TAB_STR)
                .append("Method method = ").append(interface_.getName()).append(".class.getDeclaredMethod(\"")
                .append(method.getName()).append("\",").append(String.join(",", paramTypeList)).append(");")
                .append(ENTER).append(TAB_STR).append(TAB_STR).append(TAB_STR);
        if (!"void".equals(returnTypeName)) {
            proxyJava.append("return (").append(returnTypeName).append(")");
        }
        proxyJava.append("handler.invoke(this, method, new Object[]{")
                .append(String.join(",", paramList)).append("});").append(ENTER)
                .append(TAB_STR).append(TAB_STR).append("} catch(Exception e) {").append(ENTER)
                .append(TAB_STR).append(TAB_STR).append(TAB_STR).append("e.printStackTrace();").append(ENTER)
                .append(TAB_STR).append(TAB_STR).append("}").append(ENTER);
        if (!"void".equals(returnTypeName)) {
            proxyJava.append(TAB_STR).append(TAB_STR).append("return null;").append(ENTER);
        }
        proxyJava.append(TAB_STR).append("}").append(ENTER);
    }
    proxyJava .append("}");

    // 这里都才能将字符串生成java文件,看看源代码对不对
    /*String proxyJavaFileDir = System.getProperty("user.dir") + File.separator + "proxy-none-java-file-plus"
            + String.join(File.separator, new String[]{"","src","main","java",""})
            + PROXY_PACKAGE_NAME.replace(".", File.separator) + File.separator;
    File f = new File(proxyJavaFileDir + PROXY_FILE_NAME + ".java");
    FileWriter fw = new FileWriter(f);
    fw.write(proxyJava.toString());
    fw.flush();
    fw.close();*/

    return proxyJava.toString();
}
View Code

    测试结果如下

    此时各组件之间关系、调用情况如下

    此时Proxy就都才能删剪通用了,都才能生成任何接口的代理对象了,也都才能实现任意的代理逻辑;至此,朋友完成了都才能才能 简易的仿JDK实现的动态代理

  JDK的动态代理

    朋友来看看JDK下动态代理的实现,示例工程:proxy-jdk,测试结果就不展示了,朋友来看看JDK下Proxy.newInstance法律措施,有都才能才能 参数

      1、Classloader:类加载器,朋友都才能使用自定义的类加载器;上述手动实现示例中,直接在Proxy写死了;

      2、Class<?>[]:接口类数组,你你你是什么确实很容易理解,朋友应该允许朋友另一方实现的代理类同時 实现多个接口。朋友上述手动实现中只传入都才能才能 接口,是为了繁杂实现;

      3、InvocationHandler:你你你是什么没那些好说的,与朋友的实现一致,用于自定义代理逻辑

    朋友来追下源码,看看JDK的动态代理是是否与朋友的手动实现是是否一致

    与朋友的自定义实现差太少,利用反射,逐个接口、逐个法律措施进行处置;ProxyClassFactory负责生成代理类的Class对象,主要由apply法律措施负责,调用了

byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(proxyName, interfaces, accessFlags);

    来生成代理类的Class;ProxyGenerator所含个是有静态常量:saveGeneratedFiles,标识是是否持久化代理类的class文件,默认值是false,也许多不持久化,朋友都才能通过设置jdk系统参数,实现JDK的动态代理持久化代理类的class文件

CGLIB代理

  对cglib不做深入研究了,只举个使用案例:proxy-cglib,使用法律措施与JDK的动态代理相似,实现的效果也基本一致,许多实现原理上还是有差别的

  JDK的动态代理有都才能才能 限制,许多使用动态代理的对象都才能实现都才能才能 或多个接口,而CGLIB都才能才能 你你你是什么限制,具体区别删剪都才能本文范畴了,朋友自行去查阅资料

应用场景

  长篇大论讲了都才能才能 多,朋友却老是都才能才能 讲动态代理的作用,使用动态代理朋友都才能在不改变源码的情况下,对目标对象的目标法律措施进行前置或后置增强处置。这怪怪的不太符合朋友的根小线走到底的编程逻辑,你你你是什么编程模型有都才能才能 专业名称叫AOP,面向切面编程,具体案例有如下:

  1、spring的事务,事务的开启都才能作为前置增强,事务的提交或回滚作为后置增强,数据库的操作趋于稳定两者之间(目标对象都才能完成的事);

  2、日志记录,朋友都才能在不改变原有实现的基础上,对目标对象进行日志的输出,都才能前置处置,记录参数情况,也都才能前置处置,记录返回的结果;

  3、web编程,传入参数的校验;

  4、web编程,权限的控制也都才能用aop来实现;

  假使 明白了AOP,都才能才能 那些场景能使用动态代理也就比较明了了

总结

  1、示例代码中的Proxy是代理工厂,负责生产代理对象的,删剪都才能代理对象类

  2、手动实现动态代理,朋友分了三版

    第一版:代理类源代码持久化,为了便于理解,朋友将代理类的java文件和class文件持久化到了磁盘,此时处置了静态代理中代理类泛滥的疑问,朋友的代理类工厂(Proxy)能代理任何接口;

    第二版:代理类源代码不持久化,代理类的java文件和和class文件都才能才能 就许多临时文件,将其加上,无需读写磁盘,都才能提高传输速率;但此时有个疑问,朋友的代理逻辑却写死了,也许多都才能才能 代理类工厂都才能才能 生产一种代理逻辑的代理类对象,可能朋友有多种代理逻辑,都才能才能 就都才能有多个代理类工厂,显然灵活性欠缺高,还有优化空间;

    第三版:代理逻辑接口化,供用户自定义,此时代理类工厂就都才能代理任何接口、任何代理逻辑了,反正代理逻辑是用户自定义传入,用户想为什么在么在在么在定义就为什么在么在在么在定义;

  3、示例参考的是mybatis中mapper的生成过程,确实许多简单的模拟,但流程却是一致的,有兴趣的都才能看看我前两篇博客,结合起来看更好理解

参考

  《java与模式》

  10分钟看懂动态代理设计模式