本系列主要摘自：左潇龙的博客园
首先代理模式，可以分为两种，一种是静态代理，一种是动态代理。
代理模式思想：
两种代理从虚拟机加载类的角度来讲，本质上都是一样的，都是在原有类的行为基础上，加入一些多出的行为，甚至完全替换原有的行为。
静态代理：
静态代理采用的方式就是我们手动的将这些行为换进去，然后让编译器帮我们编译，同时也就将字节码在原有类的基础上加入一些其他的东西或者替换原有的东西，产生一个新的与原有类接口相同却行为不同的类型。
举个栗子：
我们都知道，数据库连接是很珍贵的资源，频繁的开关数据库连接是非常浪费服务器的CPU资源以及内存的，所以我们一般都是使用数据库连接池来解决这一问题，即创造一堆等待被使用的连接，等到用的时候就从池里取一个，不用了再放回去，数据库连接在整个应用启动期间，几乎是不关闭的，除非是超过了最大闲置时间。
但是在程序员编写程序的时候，会经常使用connection.close()这样的方法，去关闭数据库连接，而且这样做是对的，所以你并不能告诉程序员们说，你们使用连接都不要关了，去调用一个其他的类似归还给连接池的方法吧。这是不符合程序员的编程思维的，也很勉强，而且具有风险性，因为程序员会忘的。
解决这一问题的办法就是使用代理模式，因为代理模式可以替代原有类的行为，所以我们要做的就是替换掉connection的close行为。
使用组合的方式：
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;
public class ConnectionProxy implements Connection{
private Connection connection;
public ConnectionProxy(Connection connection) {
super();
this.connection = connection;
}
public Statement createStatement() throws SQLException{
return connection.createStatement();
}
public void close() throws SQLException{
System.out.println("不真正关闭连接，归还给连接池");
}
}
静态代理的写法：
代理类一般要持有一个被代理的对象的引用。
对于我们不关心的方法，全部委托给被代理的对象处理。
自己处理我们关心的方法。
动态代理
上面的静态代理是在编译期就确定的，也就是说经过编译后的class文件是固定的，类的结构不会改变的。
但是我们有时候需要根据不同的情况来动态的处理我们关心的逻辑，这个时候就需要动态的来生成class来实现。也就是“动态代理技术”
我们把上面的例子用JDK提供的动态代理技术可以修改如下：
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.sql.Connection;
public class ConnectionProxy implements InvocationHandler{
private Connection connection;
public ConnectionProxy(Connection connection) {
super();
this.connection = connection;
}
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
//这里判断是Connection接口的close方法的话
if (Connection.class.isAssignableFrom(proxy.getClass()) && method.getName().equals("close")) {
//我们不执行真正的close方法
//method.invoke(connection, args);
//将连接归还连接池
DataSource.getInstance().recoveryConnection(connection);
return null;
}else {
return method.invoke(connection, args);
}
}
public Connection getConnectionProxy(){
return (Connection) Proxy.newProxyInstance(getClass().getClassLoader(), new Class[]{Connection.class}, this);
}
}
我们只需要实现InvocationHandler接口，然后就可以使用getConnectionProxy来得到一个实现了Connection接口的代理对象。
其实Spring AOP就是使用动态代理思想来设计出来的。Spring AOP会帮我们创造出一批代理类来切入到一些列的方法中。
JDK提供的动态代理必须要有个强制要求，就是被代理的类必须要是实现了某个接口的类，或者本身就是接口也可以。
tip:你可能会说，假设有个接口A，那我将接口A传给newProxyInstance方法，并代理一个没实现接口A的类B，但类B与接口A有一样的方法可以吗？
答案是可以的，并且JDK的动态代理只认你传入的接口，只要你传入，你就可以强转成这个接口，这个一会解释，但是你无法在invoke方法里调用method.invoke方法，也就是说，你只能全部替换A接口的方法，而不能使用类B中原有与接口A方法描述相同的方法，这是因为invoke中传入的Method的class信息是接口A，而类B因为没实现接口A，所以无法执行传入的Method，会抛出非法参数异常。( 也就是说invoke中的Method参数是这个A接口的class对象，你用一个没有实现A接口的B类的对象作为参数是肯定会报错的 )
那为什么JDK的代理类必须要是接口呢？我们可以一起来看下Proxy.newProxyInstance的源码:
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
Class<?>[] interfaces,
InvocationHandler h)
throws IllegalArgumentException
{
if (h == null) { //如果h为空直接抛出异常，所以InvocationHandler实例对象是必须的
throw new NullPointerException();
}
//对象的拷贝,暂不知道这里拷贝下的意义是啥？
final Class<?>[] intfs = interfaces.clone();
//一些安全的权限检查
final SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
if (sm != null) {
checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs);
}
//产生代理类
Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);
//获取代理类的构造函数对象
//参数constructorParames为常量值：private static final Class<?>[] constructorParams = { InvocationHandler.class };
final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParames);
final InvocationHandler ih = h;
//根据代理类的构造函数对象来创建代理类对象
return newInstance(cons, ih);
}
这个方法主要是三个步骤：首先是通过classLoder和接口类Class对象来构造出代理类，然后通过代理类来得到Constructor构造函数对象，然后通过构造函数和代理对象生成代理类的对象。
getProxyClass0方法剖析
private static Class<?> getProxyClass0(ClassLoader loader,
Class<?>... interfaces) {
//接口数不得超过65535个
if (interfaces.length > 65535) {
throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");
}
//代理类缓存，如果缓存中有代理类了直接返回，否则将由ProxyClassFactory创建代理类
return proxyClassCache.get(loader, interfaces);
}
这个从缓存中获取，如果没有现成的就会通过ProxyClassFactory来创造出，然后放到缓存里。
ProxyClassFactory源码：
private static final class ProxyClassFactory
implements BiFunction<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>>
{
//统一代理类的前缀名都以$Proxy开关
private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy";
//使用唯一的编号给作为代理类名的一部分，如$Proxy0,$Proxy1等
private static final AtomicLong nextUniqueNumber = new AtomicLong();
@Override
public Class<?> apply(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces) {
Map<Class<?>, Boolean> interfaceSet = new IdentityHashMap<>(interfaces.length);
for (Class<?> intf : interfaces) {
//验证指定的类加载器(loader)加载接口所得到的Class对象(interfaceClass)是否与intf对象相同
Class<?> interfaceClass = null;
try {
interfaceClass = Class.forName(intf.getName(), false, loader);
} catch (ClassNotFoundException e) {
}
if (interfaceClass != intf) {
throw new IllegalArgumentException(
intf + " is not visible from class loader");
}
//验证该Class对象是不是接口
if (!interfaceClass.isInterface()) {
throw new IllegalArgumentException(
interfaceClass.getName() + " is not an interface");
}
// 验证该接口是否重复了
if (interfaceSet.put(interfaceClass, Boolean.TRUE) != null) {
throw new IllegalArgumentException(
"repeated interface: " + interfaceClass.getName());
}
}
//声明代理类所在包
String proxyPkg = null;
/*验证你传入的接口中是否有非public接口，只要有一个接口是非public的，那么这些接口都必须在同一包中
这里的接口修饰符直接影响到System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true")所生成
的代理类的路径，往下看！！*/
for (Class<?> intf : interfaces) {
int flags = intf.getModifiers();
if (!Modifier.isPublic(flags)) {
String name = intf.getName();
int n = name.lastIndexOf('.');
//截取完整包名
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) {
/*如果都是public接口，那么生成的代理类就在com.sun.proxy包下如果报java.io.FileNotFoundException: com\sun\proxy\$Proxy0.c lass (系统找不到指定的路径。)的错误，就先在你项目中创建com.sun.proxy路径*/
proxyPkg = ReflectUtil.PROXY_PACKAGE + ".";
}
//将当前nextUniqueNumber的值以原子的方式的加1，所以第一次生成代理类的名字为$Proxy0.class
long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement();
//代理类的完全限定名，如com.sun.proxy.$Proxy0.calss,
String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;
//生成代理类字节码文件
byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(
proxyName, interfaces);
try {
return defineClass0(loader, proxyName,
proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);
} catch (ClassFormatError e) {
throw new IllegalArgumentException(e.toString());
}
}
}
这个方法包含了一系列验证，其中就包括是否是接口的验证。然后关键的生成代理类字节码的方法是通过ProxyGenerate的generateProxyClass(proxyName，interfaces)的方法来生成的。
public static byte[] generateProxyClass(final String var0, Class[] var1) {
ProxyGenerator var2 = new ProxyGenerator(var0, var1);
//生成代理类字节码文件的真正方法
final byte[] var3 = var2.generateClassFile();
//保存文件
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;
}
经过层层调用后，最终generateClassFile才是真正生成代理类字节码文件的方法
private byte[] generateClassFile() {
/addProxyMethod系列方法就是将接口的方法和Object的hashCode,equals,toString方法添加到代理方法容器(proxyMethods),
其中方法签名作为key,proxyMethod作为value*/
/*hashCodeMethod方法位于静态代码块中通过Object对象获得，hashCodeMethod=Object.class.getMethod("hashCode",new Class[0]),
相当于从Object中继承过来了这三个方法equalsMethod,toStringMethod*/
this.addProxyMethod(hashCodeMethod, Object.class); -->
this.addProxyMethod(equalsMethod, Object.class);
this.addProxyMethod(toStringMethod, Object.class);
int var1;
int var3;
//获得所有接口中的所有方法，并将方法添加到代理方法中
for(var1 = 0; var1 < this.interfaces.length; ++var1) {
Method[] var2 = this.interfaces[var1].getMethods();
for(var3 = 0; var3 < var2.length; ++var3) {
this.addProxyMethod(var2[var3], this.interfaces[var1]);
}
}
Iterator var7 = this.proxyMethods.values().iterator();
List var8;
while(var7.hasNext()) {
var8 = (List)var7.next();
checkReturnTypes(var8); //验证具有相同方法签名的的方法的返回值类型是否一致，因为不可能有两个方法名相同,参数相同，而返回值却不同的方法
};
//接下来就是写代理类文件的步骤了
Iterator var11
try {
//生成代理类的构造函数
this.methods.add(this.generateConstructor());
var7 = this.proxyMethods.values().iterator();
while(var7.hasNext()) {
var8 = (List)var7.next();
var11 = var8.iterator();
while(var11.hasNext()) {
ProxyGenerator.ProxyMethod var4 = (ProxyGenerator.ProxyMethod)var11.next();
/将代理字段声明为Method，10为ACC_PRIVATE和ACC_STATAIC的与运算，表示该字段的修饰符为private static
所以代理类的字段都是private static Method XXX*/
this.fields.add(new ProxyGenerator.FieldInfo(var4.methodFieldName, "Ljava/lang/reflect/Method;", 10));
//生成代理类的代理方法
this.methods.add(var4.generateMethod());
}
}
//为代理类生成静态代码块，对一些字段进行初始化
this.methods.add(this.generateStaticInitializer());
} catch (IOException var6) {
throw new InternalError("unexpected I/O Exception");
}
if(this.methods.size() > '\uffff') { //代理方法超过65535将抛出异常
throw new IllegalArgumentException("method limit exceeded");
} else if(this.fields.size() > '\uffff') { //代理类的字段超过65535将抛出异常
throw new IllegalArgumentException("field limit exceeded");
} else {
//这里开始就是一些代理类文件的过程，此过程略过
this.cp.getClass(dotToSlash(this.className));
this.cp.getClass("java/lang/reflect/Proxy");
for(var1 = 0; var1 < this.interfaces.length; ++var1) {
this.cp.getClass(dotToSlash(this.interfaces[var1].getName()));
}
this.cp.setReadOnly();
ByteArrayOutputStream var9 = new ByteArrayOutputStream();
DataOutputStream var10 = new DataOutputStream(var9);
try {
var10.writeInt(-889275714);
var10.writeShort(0);
var10.writeShort(49);
this.cp.write(var10);
var10.writeShort(49);
var10.writeShort(this.cp.getClass(dotToSlash(this.className)));
var10.writeShort(this.cp.getClass("java/lang/reflect/Proxy"));
var10.writeShort(this.interfaces.length);
for(var3 = 0; var3 < this.interfaces.length; ++var3) {
var10.writeShort(this.cp.getClass(dotToSlash(this.interfaces[var3].getName())));
}
var10.writeShort(this.fields.size());
var11 = this.fields.iterator();
while(var11.hasNext()) {
ProxyGenerator.FieldInfo var12 = (ProxyGenerator.FieldInfo)var11.next();
var12.write(var10);
}
var10.writeShort(this.methods.size());
var11 = this.methods.iterator();
while(var11.hasNext()) {
ProxyGenerator.MethodInfo var13 = (ProxyGenerator.MethodInfo)var11.next();
var13.write(var10);
}
var10.writeShort(0);
return var9.toByteArray();
} catch (IOException var5) {
throw new InternalError("unexpected I/O Exception");
}
}
}
总结：
在动态代理中InvocationHandler是核心，每个代理实例都具有一个关联的调用处理程序(InvocationHandler)。对代理实例调用方法时，将对方法调用进行编码并将其指派到它的调用处理程序(InvocationHandler)的 invoke 方法。所以对代理方法的调用都是通InvocationHadler的invoke来实现中，而invoke方法根据传入的代理对象，方法和参数来决定调用代理的哪个方法invoke方法签名：invoke（Object Proxy，Method method，Object[] args）
$Proxy0.class来看看例1(MyProxy)的代理类是怎样的？
public final class $Proxy0 extends Proxy implements IHello { //继承了Proxy类和实现IHello接口
//变量，都是private static Method XXX
private static Method m3;
private static Method m1;
private static Method m0;
private static Method m2;
//代理类的构造函数，其参数正是是InvocationHandler实例，Proxy.newInstance方法就是通过通过这个构造函数来创建代理实例的
public $Proxy0(InvocationHandler var1) throws {
super(var1);
}
//接口代理方法
public final void sayHello() throws {
try {
super.h.invoke(this, m3, (Object[])null);
} catch (RuntimeException | Error var2) {
throw var2;
} catch (Throwable var3) {
throw new UndeclaredThrowableException(var3);
}
}
//以下Object中的三个方法
public final boolean equals(Object var1) throws {
try {
return ((Boolean)super.h.invoke(this, m1, new Object[]{var1})).booleanValue();
} catch (RuntimeException | Error var3) {
throw var3;
} catch (Throwable var4) {
throw new UndeclaredThrowableException(var4);
}
}
public final int hashCode() throws {
try {
return ((Integer)super.h.invoke(this, m0, (Object[])null)).intValue();
} catch (RuntimeException | Error var2) {
throw var2;
} catch (Throwable var3) {
throw new UndeclaredThrowableException(var3);
}
}
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);
}
}
//对变量进行一些初始化工作
static {
try {
m3 = Class.forName("com.mobin.proxy.IHello").getMethod("sayHello", new Class[0]);
m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[]{Class.forName("java.lang.Object")});
m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);
m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);
} catch (NoSuchMethodException var2) {
throw new NoSuchMethodError(var2.getMessage());
} catch (ClassNotFoundException var3) {
throw new NoClassDefFoundError(var3.getMessage());
}
}
}
好了，代理模式就分析到这里了，这里讲的更多的是代理模式的原理，对于如何使用并没有讲述太多，是因为代理模式在平时工作中用的虽然很多，但我们大多是使用的现成的，原因很简单，就是因为spring的AOP已经给我们弄了一个很好的动态代理的框架，所以我们几乎不需要自己去写，只要明白其原理，知道动态代理和静态代理主要处理的问题是那种的，知道在何处用，也能够用起来得心应手就可以了，当然这只是LZ个人之见，仅供参考。
