深入浅出JDK动态***
何为***
***，即代替主角完成一些额外的事情。例如，明星都有经纪人，明星参演电影之前，经纪人作为明星的***人和出资方洽谈片酬、排期等，而真正参与拍戏的还是明星本人，明星拍完戏后，由经纪人***明星去清算片酬等。Java中的***机制就是在目标方法执行前后执行一些额外的操作，如安全检查、记录日志等，Java中的***分为静态***和动态***。
静态***
首先看一下静态***，直接上代码，代码模拟了登录操作。
public interface LoginService {
void login();
}
public class LoginServiceImpl implements LoginService {
@Override public void login() {
System.out.println("login");
}
}
public class LoginServiceProxy implements LoginService {
private LoginService loginService;
public LoginServiceProxy() {
loginService = new LoginServiceImpl();
}
@Override
public void login() {
beforeLogin();
loginService.login();
afterLogin();
}
private void beforeLogin() {
System.out.println("before login");
}
private void afterLogin() {
System.out.println("after login");
}
}
public class Client {
@Test
public void test() {
LoginService loginServiceProxy = new LoginServiceProxy();
loginServiceProxy.login();
}
} 输出结果如下：
before login login after login
上面代码实现的静态***很容易理解，使用聚合方式，在登录操作前后执行额外的操作。静态***方式可以看得到具体***类的代码，且代码由程序员编写，在编译之后会生成相应的class文件。使用静态***方式的缺点，如果需要对LoginService接口中有N个方法都***，则需要在***类中创建N个***方法，并且需要编写重复的***操作代码。
概念解释
目标接口，即对目标操作的抽象，如LoginService。
目标类，即目标接口的实现类，如LoginServiceImpl。
目标对象，即目标类的实例。
***类，即目标类的***，如LoginServiceProxy。
***对象，即***类的实例。
动态***
动态***，即在运行时根据目标接口动态生成的***类。动态***方式生成的***类在编译后不会生成实际的class文件，而是在运行时动态生成类字节码，并加载到JVM中使用。下面使用JDK的动态***机制模拟登录操作，具体代码如下。
public interface LoginService {
void login();
}
public class LoginServiceImpl implements LoginService { @Override public void login() {
System.out.println("login");
}
}
public class ProxyInvocationHandler implements InvocationHandler {
private LoginService loginService;
public ProxyInvocationHandler(LoginService loginService) {
this.loginService = loginService;
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
beforeLogin();
Object invokeResult = method.invoke(loginService, args);
afterLogin();
return invokeResult;
}
private void beforeLogin() {
System.out.println("before login");
}
private void afterLogin() {
System.out.println("after login");
}
}
public class Client {
@Test
public void test() {
LoginService loginService = new LoginServiceImpl();
ProxyInvocationHandler proxyInvocationHandler = new ProxyInvocationHandler(loginService);
LoginService loginServiceProxy = (LoginService) Proxy.newProxyInstance(loginService.getClass().getClassLoader(), loginService.getClass().getInterfaces(), proxyInvocationHandler);
loginServiceProxy.login();
createProxyClassFile();
}
public static void createProxyClassFile() {
String name = "LoginServiceProxy";
byte[] data = ProxyGenerator.generateProxyClass(name, new Class[]{LoginService.class});
try {
FileOutputStream out = new FileOutputStream("/Users/" + name + ".class");
out.write(data);
out.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
} 输出结果如下：
before login login after login
JDK动态***方式实现***的步骤如下：
1.编写目标接口；
2.编写目标类实现目标接口，实现目标方法的具体逻辑；
3.编写一个***处理器类实现InvocationHandler接口，重写invoke方法，用于指定运行时将生成的***类需要完成的具体操作，包括beforeLogin和afterLogin。***对象调用任何***方法时都会调用这个invoke方法；
4.创建***对象，使用***对象调用***方法。
上面的步骤中主要涉及以下两个类：
java.lang.reflect.InvocationHandler和java.lang.reflect.Proxy
InvocationHandler是一个接口，***类的调用处理器，每个***对象都具有一个关联的调用处理器，用于指定动态生成的***类需要完成的具体操作。该接口中有一个invoke方法，***对象调用任何目标接口的方法时都会调用这个invoke方法，在这个方法中进行目标类的目标方法的调用。
Proxy提供静态方法用于创建动态***类和***类实例，同时，使用它提供的方法创建的***类都是它的子类。这个类中主要关注newProxyInstance方法，该方法用于创建***类对象，方法声明如下：
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h)
***类解密
对于JDK动态***，生成的***类是什么样的？为什么调用***类的任何方法时都一定会调用invoke方法？下面来进行深入解密。
因为动态***是在运行时动态生成字节码，编译期看不到相应的class文件，所以不能直观的看到***类内容。那就从newProxyInstance方法开始(代码分析基于JDK7)，这个方法用于创建***类对象，这里只关注重要的代码段，
Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);
/*
* Invoke its constructor with the designated invocation handler.
*/
try {
final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams);
final InvocationHandler ih = h;
if (sm != null && ProxyAccessHelper.needsNewInstanceCheck(cl)) {
// create proxy instance with doPrivilege as the proxy class may
// implement non-public interfaces that requires a special permission
return AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Object>() {
public Object run() {
return newInstance(cons, ih);
}
});
} else {
return newInstance(cons, ih);
}
} catch (NoSuchMethodException e) {
throw new InternalError(e.toString());
} 代码段中
final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams);
用于获取***类的构造函数，constructorParams参数其实就是一个InvocationHandler，所以从这里猜测***类中有一个InvocationHandler类型的属性，并且作为构造函数的参数。那这个***类是在哪里创建的？注意看上面的代码段中有
Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);
这里就是动态创建***类的地方，继续深入到getProxyClass0方法中，方法如下，
private static Class<?> getProxyClass0(ClassLoader loader,
Class<?>... interfaces) {
if (interfaces.length > 65535) {
throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");
}
// If the proxy class defined by the given loader implementing
// the given interfaces exists, this will simply return the ***d copy;
// otherwise, it will create the proxy class via the ProxyClassFactory
return proxyClassCache.get(loader, interfaces);
} 继续跟踪代码，进入proxyClassCache.get(loader, interfaces)，这个方法中重点关注如下代码
Object subKey = Objects.requireNonNull(subKeyFactory.apply(key, parameter));
继续跟踪代码，进入subKeyFactory.apply(key, parameter)，进入apply方法，这个方法中有很多重要的信息，如生成的***类所在的包名，发现重要代码，
long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement(); String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;
上面代码用于生成***类名称，nextUniqueNumber是AtomicLong类型，是一个全局变量，所以nextUniqueNumber.getAndIncrement()会使用当前的值加一得到新值；proxyClassNamePrefix声明如下，
private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy";
所以，这里生成的***类类名格式为：包名+$Proxy+num，如jdkproxy.$Proxy12。
***类的类名已经构造完成了，那可以开始创建***类了，继续看代码，
byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(proxyName, interfaces);
这里就是真正创建***类的地方，继续分析代码，进入generateProxyClass方法，
public static byte[] generateProxyClass(final String var0, Class[] var1) {
ProxyGenerator var2 = new ProxyGenerator(var0, var1);
final byte[] var3 = var2.generateClassFile();
if(saveGeneratedFiles) {
AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction() {
public Void run() {
try {
FileOutputStream var1 = new FileOutputStream(ProxyGenerator.dotToSlash(var0) + ".class");
var1.write(var3);
var1.close();
return null;
} catch (IOException var2) {
throw new InternalError("I/O exception saving generated file: " + var2);
}
}
});
}
return var3;
} 从这里可以很直白的看到，生成的***类字节码文件被输出到某个目录下了，这里可能很难找到这个字节码文件，没关系，仔细查看这个方法，generateProxyClass方法可以重用，可以在外面调用generateProxyClass方法，把生成的字节码文件输出到指定位置。写到这里，终于可以解释上面实例代码中的createProxyClassFile方法了，这个方法把***类的字节码文件输出到了/Users路径下，直接到路径下查看这个文件，使用反编译工具查看，得到的代码如下，
public final class LoginServiceProxy extends Proxy
implements LoginService
{
private static Method m1;
private static Method m3;
private static Method m0;
private static Method m2;
public LoginServiceProxy(InvocationHandler paramInvocationHandler)
throws
{
super(paramInvocationHandler);
}
public final boolean equals(Object paramObject)
throws
{
try
{
return ((Boolean)this.h.invoke(this, m1, new Object[] { paramObject })).booleanValue();
}
catch (Error|RuntimeException localError)
{
throw localError;
}
catch (Throwable localThrowable)
{
throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
}
public final void login()
throws
{
try
{
this.h.invoke(this, m3, null);
return;
}
catch (Error|RuntimeException localError)
{
throw localError;
}
catch (Throwable localThrowable)
{
throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
}
public final int hashCode()
throws
{
try
{
return ((Integer)this.h.invoke(this, m0, null)).intValue();
}
catch (Error|RuntimeException localError)
{
throw localError;
}
catch (Throwable localThrowable)
{
throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
}
public final String toString()
throws
{
try
{
return (String)this.h.invoke(this, m2, null);
}
catch (Error|RuntimeException localError)
{
throw localError;
}
catch (Throwable localThrowable)
{
throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
}
static
{
try
{
m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] { Class.forName("java.lang.Object") });
m3 = Class.forName("jdkproxy.LoginService").getMethod("login", new Class[0]);
m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);
m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);
return;
}
catch (NoSuchMethodException localNoSuchMethodException)
{
throw new NoSuchMethodError(localNoSuchMethodException.getMessage());
}
catch (ClassNotFoundException localClassNotFoundException)
{
throw new NoClassDefFoundError(localClassNotFoundException.getMessage());
}
}
} 从上面的代码可以看到，当***类调用目标方法时，会调用InvocationHandler接口实现类的invoke方法，很明了的解释了为什么调用目标方法时一定会调用invoke方法。
总结
1.静态***方式虽然简单，但是会出现重复代码的情况；
2.动态***使用上相对复杂些，但是可以动态创建***类，避免手动编写重复代码；
3.因为Java的单继承性，JDK动态***只能对接口创建***类，不能对实现类创建。
