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一、代理

(1)、什么是代理?

大道理上講代理是一種軟件設計模式，目的地希望能做到代碼重用。具體上講，代理這種設計模式是通過不直接訪問被代理對象的方式，而訪問被代理對象的方法。這個就好比 商戶---->明星經紀人(代理)---->明星這種模式。我們可以不通過直接與明星對話的情況下，而通過明星經紀人(代理)與其產生間接對話。

(2)、什么情況下使用代理？

a.設計模式中有一個設計原則是開閉原則，是說對修改關閉對擴展開放，我們在工作中有時會接手很多前人的代碼，里面代碼邏輯讓人摸不著頭腦(sometimes the code is really like shit)，這時就很難去下手修改代碼，那么這時我們就可以通過代理對類進行增強。

b.我們在使用RPC框架的時候，框架本身并不能提前知道各個業務方要調用哪些接口的哪些方法 。那么這個時候，就可用通過動態代理的方式來建立一個中間人給客戶端使用，也方便框架進行搭建邏輯，某種程度上也是客戶端代碼和框架松耦合的一種表現。

c.Spring的AOP機制就是采用動態代理的機制來實現切面編程。

(3)靜態代理和動態代理

我們根據加載被代理類的時機不同，將代理分為靜態代理和動態代理。如果我們在代碼編譯時就確定了被代理的類是哪一個，那么就可以直接使用靜態代理；如果不能確定，那么可以使用類的動態加載機制，在代碼運行期間加載被代理的類這就是動態代理，比如RPC框架和Spring AOP機制。

二、代理模式

代理模式是面向對象編程中比較常見的設計模式。

這是常見代理模式常見的 UML 示意圖。

需要注意的有下面幾點：

• 用戶只關心接口功能，而不在乎誰提供了功能。上圖中接口是 Subject。
• 接口真正實現者是上圖的 RealSubject，但是它不與用戶直接接觸，而是通過代理。
• 代理就是上圖中的 Proxy，由于它實現了 Subject 接口，所以它能夠直接與用戶接觸。
• 用戶調用 Proxy 的時候，Proxy 內部調用了 RealSubject。所以，Proxy 是中介者，它可以增強 RealSubject 操作。

如果難于理解的話，我用事例說明好了。值得注意的是，代理可以分為靜態代理和動態代理兩種。先從靜態代理講起。

三、靜態代理

我們平常去電影院看電影的時候，在電影開始的階段是不是經常會放廣告呢？

電影是電影公司委托給影院進行播放的，但是影院可以在播放電影的時候，產生一些自己的經濟收益，比如賣爆米花、可樂等，然后在影片開始結束時播放一些廣告。

現在用代碼來進行模擬。

首先得有一個接口，通用的接口是代理模式實現的基礎。這個接口我們命名為 Movie，代表電影播放的能力。

package com.proxy;public interface Movie {void play(); }

然后，我們要有一個真正的實現這個 Movie 接口的類，和一個只是實現接口的代理類。

package com.proxy;public class RealMovie implements Movie {@Overridepublic void play() {System.out.println("您正在觀看電影 《盜夢空間》");}}

這個表示真正的影片。它實現了 Movie 接口，play() 方法調用時，影片就開始播放。那么 Proxy 代理呢？

package com.proxy;public class Cinema implements Movie {RealMovie movie;public Cinema(RealMovie movie) {super();this.movie = movie;}@Overridepublic void play() {guanggao(true);movie.play();guanggao(false);}public void guanggao(boolean isStart) {if (isStart) {System.out.println("電影馬上開始了，爆米花、可樂、口香糖9.8折，快來買啊！");} else {System.out.println("電影馬上結束了，爆米花、可樂、口香糖8.8折，買回家吃吧！");}}}

Cinema 就是 Proxy 代理對象，它有一個 play() 方法。不過調用 play() 方法時，它進行了一些相關利益的處理，那就是廣告。現在，我們編寫測試代碼。

package com.proxy;public class ProxyTest {public static void main(String[] args) {RealMovie realMovie = new RealMovie();Movie movie = new Cinema(realMovie);movie.play();} }

輸出結果：

電影馬上開始了，爆米花、可樂、口香糖9.8折，快來買啊！ 您正在觀看電影 《盜夢空間》 電影馬上結束了，爆米花、可樂、口香糖8.8折，買回家吃吧！

現在可以看到，代理模式可以在不修改被代理對象的基礎上，通過擴展代理類，進行一些功能的附加與增強。值得注意的是，代理類和被代理類應該共同實現一個接口，或者是共同繼承某個類。

上面介紹的是靜態代理的內容，為什么叫做靜態呢？因為它的類型是事先預定好的，比如上面代碼中的 Cinema 這個類。下面要介紹的內容就是動態代理。

四、動態代理

既然是代理，那么它與靜態代理的功能與目的是沒有區別的，唯一有區別的就是動態與靜態的差別。

那么在動態代理的中這個動態體現在什么地方？

上一節代碼中 Cinema 類是代理，我們需要手動編寫代碼讓 Cinema 實現 Movie 接口，而在動態代理中，我們可以讓程序在運行的時候自動在內存中創建一個實現 Movie 接口的代理，而不需要去定義 Cinema 這個類。這就是它被稱為動態的原因。

也許概念比較抽象。現在實例說明一下情況。

假設有一個大商場，商場有很多的柜臺，有一個柜臺賣茅臺酒。我們進行代碼的模擬。

package com.proxy;public interface SellWine {void mainJiu(); }

SellWine 是一個接口，你可以理解它為賣酒的許可證。

package com.proxy;public class MaotaiJiu implements SellWine {@Overridepublic void mainJiu() {System.out.println("我賣得是茅臺酒。");}}

然后創建一個類 MaotaiJiu,對的，就是茅臺酒的意思。

我們還需要一個柜臺來賣酒：

package com.proxy;import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Method;public class GuitaiA implements InvocationHandler {Object brand;public GuitaiA(Object brand) {this.brand = brand;}@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {System.out.println("銷售開始 柜臺是： "+this.getClass().getSimpleName());method.invoke(brand, args);System.out.println("銷售結束");return null;}}

GuitaiA 實現了 InvocationHandler 這個類，這個類是什么意思呢？大家不要慌張，待會我會解釋。

然后，我們就可以賣酒了。

package com.proxy;import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Proxy;public class SellWineTest {public static void main(String[] args) {MaotaiJiu maotaiJiu = new MaotaiJiu();InvocationHandler riemann = new GuitaiA(maotaiJiu);SellWine dynamicProxy = (SellWine) Proxy.newProxyInstance(MaotaiJiu.class.getClassLoader(),MaotaiJiu.class.getInterfaces(), riemann);dynamicProxy.mainJiu();}}

輸出結果：

銷售開始 柜臺是： GuitaiA 我賣得是茅臺酒。 銷售結束

看到沒有，我并沒有像靜態代理那樣為 SellWine 接口實現一個代理類，但最終它仍然實現了相同的功能，這其中的差別，就是之前討論的動態代理所謂“動態”的原因。

五、動態代理語法

動態代碼涉及了一個非常重要的類 Proxy。正是通過 Proxy 的靜態方法 newProxyInstance 才會動態創建代理。

Proxy

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h)

下面講解它的 3 個參數意義。

• loader 自然是類加載器
• interfaces 代碼要用來代理的接口
• h 一個 InvocationHandler 對象

初學者應該對于 InvocationHandler 很陌生，我馬上就講到這一塊。

InvocationHandler

InvocationHandler 是一個接口，官方文檔解釋說，每個代理的實例都有一個與之關聯的 InvocationHandler 實現類，如果代理的方法被調用，那么代理便會通知和轉發給內部的 InvocationHandler 實現類，由它決定處理。

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

InvocationHandler 內部只是一個 invoke() 方法，正是這個方法決定了怎么樣處理代理傳遞過來的方法調用。

• proxy 代理對象
• method 代理對象調用的方法
• args 調用的方法中的參數

因為，Proxy 動態產生的代理會調用 InvocationHandler 實現類，所以 InvocationHandler 是實際執行者。

public class GuitaiA implements InvocationHandler {private Object pingpai;public GuitaiA(Object pingpai) {this.pingpai = pingpai;}@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)throws Throwable {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("銷售開始 柜臺是： "+this.getClass().getSimpleName());method.invoke(pingpai, args);System.out.println("銷售結束");return null;}}

GuitaiA 就是實際上賣酒的地方。

現在，我們加大難度，我們不僅要賣茅臺酒，還想賣五糧液。

package com.proxy;public class Wuliangye implements SellWine {@Overridepublic void mainJiu() {System.out.println("我賣得是五糧液。");}}

Wuliangye 這個類也實現了 SellWine 這個接口，說明它也擁有賣酒的許可證，同樣把它放到 GuitaiA 上售賣。

package com.proxy;import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Proxy;public class SellWineTest {public static void main(String[] args) {MaotaiJiu maotaiJiu = new MaotaiJiu();Wuliangye wu = new Wuliangye();InvocationHandler riemann = new GuitaiA(maotaiJiu);InvocationHandler riemann2 = new GuitaiA(wu);SellWine dynamicProxy = (SellWine) Proxy.newProxyInstance(MaotaiJiu.class.getClassLoader(),MaotaiJiu.class.getInterfaces(), riemann);SellWine dynamicProxy2 = (SellWine) Proxy.newProxyInstance(Wuliangye.class.getClassLoader(),Wuliangye.class.getInterfaces(),riemann2);dynamicProxy.mainJiu();dynamicProxy2.mainJiu();}}

輸出結果：

銷售開始 柜臺是： GuitaiA 我賣得是茅臺酒。 銷售結束 銷售開始 柜臺是： GuitaiA 我賣得是五糧液。 銷售結束

有人會問，dynamicProxy 和 dynamicProxy12有什么區沒有？他們都是動態產生的代理，都是售貨員，都擁有賣酒的技術證書。

我現在擴大商場的經營，除了賣酒之外，還要賣煙。

首先，同樣要創建一個接口，作為賣煙的許可證。

package com.proxy;public interface SellCigarette {void sell(); }

然后，賣什么煙呢？就芙蓉王好了。

public class Furongwang implements SellCigarette {@Overridepublic void sell() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("售賣的是正宗的芙蓉王，可以掃描條形碼查證。");}}

然后再次測試驗證：

package com.proxy;import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Proxy;public class SellWineTest {public static void main(String[] args) {MaotaiJiu maotaiJiu = new MaotaiJiu();Wuliangye wu = new Wuliangye();Furongwang fu = new Furongwang();InvocationHandler riemann = new GuitaiA(maotaiJiu);InvocationHandler riemann2 = new GuitaiA(wu);InvocationHandler riemann3 = new GuitaiA(fu);SellWine dynamicProxy = (SellWine) Proxy.newProxyInstance(MaotaiJiu.class.getClassLoader(),MaotaiJiu.class.getInterfaces(), riemann);SellWine dynamicProxy2 = (SellWine) Proxy.newProxyInstance(Wuliangye.class.getClassLoader(),Wuliangye.class.getInterfaces(),riemann2);SellCigarette dynamicProxy3 = (SellCigarette) Proxy.newProxyInstance(Furongwang.class.getClassLoader(),Furongwang.class.getInterfaces(), jingxiao3);dynamicProxy.mainJiu();dynamicProxy2.mainJiu();dynamicProxy3.sell();}}

輸出結果：

銷售開始 柜臺是： GuitaiA 我賣得是茅臺酒。 銷售結束 銷售開始 柜臺是： GuitaiA 我賣得是五糧液。 銷售結束 銷售開始 柜臺是： GuitaiA 售賣的是正宗的芙蓉王，可以掃描條形碼查證。 銷售結束

結果符合預期。大家仔細觀察一下代碼，同樣是通過 Proxy.newProxyInstance() 方法，卻產生了 SellWine 和 SellCigarette 兩種接口的實現類代理，這就是動態代理的魔力。

動態代理的秘密

一定有同學對于為什么 Proxy 能夠動態產生不同接口類型的代理感興趣，我的猜測是肯定通過傳入進去的接口然后通過反射動態生成了一個接口實例。
比如 SellWine 是一個接口，那么 Proxy.newProxyInstance() 內部肯定會有
new SellWine();

這樣相同作用的代碼，不過它是通過反射機制創建的。那么事實是不是這樣子呢？直接查看它們的源碼好了。需要說明的是，我當前查看的源碼是 1.8 版本。

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h)throws IllegalArgumentException{Objects.requireNonNull(h);final Class<?>[] intfs = interfaces.clone();/** Look up or generate the designated proxy class.*/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 (!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) {AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {public Void run() {cons.setAccessible(true);return null;}});}return cons.newInstance(new Object[]{h});} catch (IllegalAccessException|InstantiationException e) {throw new InternalError(e.toString(), e);} catch (InvocationTargetException e) {Throwable t = e.getCause();if (t instanceof RuntimeException) {throw (RuntimeException) t;} else {throw new InternalError(t.toString(), t);}} catch (NoSuchMethodException e) {throw new InternalError(e.toString(), e);}}

newProxyInstance 的確創建了一個實例，它是通過 cl 這個 Class 文件的構造方法反射生成。cl 由 getProxyClass0() 方法獲取。

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 cached copy;// otherwise, it will create the proxy class via the ProxyClassFactoryreturn proxyClassCache.get(loader, interfaces); }

直接通過緩存獲取，如果獲取不到，注釋說會通過 ProxyClassFactory 生成。

/*** A factory function that generates, defines and returns the proxy class given* the ClassLoader and array of interfaces.*/private static final class ProxyClassFactoryimplements BiFunction<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>>{// Proxy class 的前綴是 “$Proxy”，private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy";// next number to use for generation of unique proxy class namesprivate static final AtomicLong nextUniqueNumber = new AtomicLong();@Overridepublic Class<?> apply(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces) {Map<Class<?>, Boolean> interfaceSet = new IdentityHashMap<>(interfaces.length);for (Class<?> intf : interfaces) {/** Verify that the class loader resolves the name of this* interface to the same Class object.*/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");}/** Verify that the Class object actually represents an* interface.*/if (!interfaceClass.isInterface()) {throw new IllegalArgumentException(interfaceClass.getName() + " is not an interface");}/** Verify that this interface is not a duplicate.*/if (interfaceSet.put(interfaceClass, Boolean.TRUE) != null) {throw new IllegalArgumentException("repeated interface: " + interfaceClass.getName());}}String proxyPkg = null; // package to define proxy class inint accessFlags = Modifier.PUBLIC | Modifier.FINAL;/** Record the package of a non-public proxy interface so that the* proxy class will be defined in the same package. Verify that* all non-public proxy interfaces are in the same package.*/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) {// if no non-public proxy interfaces, use com.sun.proxy packageproxyPkg = ReflectUtil.PROXY_PACKAGE + ".";}/** Choose a name for the proxy class to generate.*/long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement();String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;/** Generate the specified proxy class.*/byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(proxyName, interfaces, accessFlags);try {return defineClass0(loader, proxyName,proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);} catch (ClassFormatError e) {/** A ClassFormatError here means that (barring bugs in the* proxy class generation code) there was some other* invalid aspect of the arguments supplied to the proxy* class creation (such as virtual machine limitations* exceeded).*/throw new IllegalArgumentException(e.toString());}}}

這個類的注釋說，通過指定的 ClassLoader 和 接口數組 用工廠方法生成 proxy class。 然后這個 proxy class 的名字是：

// Proxy class 的前綴是 “$Proxy”， private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy";long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement();String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;

所以，動態生成的代理類名稱是包名+$Proxy+id序號。

生成的過程，核心代碼如下：

byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(proxyName, interfaces, accessFlags);return defineClass0(loader, proxyName,proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);

這兩個方法，我沒有繼續追蹤下去，defineClass0() 甚至是一個 native 方法。我們只要知道，動態創建代理這回事就好了。

現在我們還需要做一些驗證，我要檢測一下動態生成的代理類的名字是不是包名+$Proxy+id序號。

package com.proxy;import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Proxy;public class SellWineTest {public static void main(String[] args) {MaotaiJiu maotaiJiu = new MaotaiJiu();Wuliangye wu = new Wuliangye();Furongwang fu = new Furongwang();InvocationHandler riemann = new GuitaiA(maotaiJiu);InvocationHandler riemann2 = new GuitaiA(wu);InvocationHandler riemann3 = new GuitaiA(fu);SellWine dynamicProxy = (SellWine) Proxy.newProxyInstance(MaotaiJiu.class.getClassLoader(),MaotaiJiu.class.getInterfaces(), riemann);SellWine dynamicProxy2 = (SellWine) Proxy.newProxyInstance(Wuliangye.class.getClassLoader(),Wuliangye.class.getInterfaces(),riemann2);SellCigarette dynamicProxy3 = (SellCigarette) Proxy.newProxyInstance(Furongwang.class.getClassLoader(),Furongwang.class.getInterfaces(), jingxiao3);dynamicProxy.mainJiu();dynamicProxy2.mainJiu();dynamicProxy3.sell();System.out.println("dynamicProxy class name:"+dynamicProxy.getClass().getName());System.out.println("dynamicProxy1 class name:"+dynamicProxy2.getClass().getName());System.out.println("dynamicProxy3 class name:"+dynamicProxy3.getClass().getName());}}

輸出結果：

銷售開始 柜臺是： GuitaiA 我賣得是茅臺酒。 銷售結束 銷售開始 柜臺是： GuitaiA 我賣得是五糧液。 銷售結束 銷售開始 柜臺是： GuitaiA 售賣的是正宗的芙蓉王，可以掃描條形碼查證。 銷售結束dynamicProxy class name:com.sun.proxy.$Proxy0 dynamicProxy2 class name:com.sun.proxy.$Proxy0 dynamicProxy3 class name:com.sun.proxy.$Proxy1

SellWine 接口的代理類名是：com.sun.proxy.$Proxy0SellCigarette接口的代理類名是：com.sun.proxy.$Proxy1

這說明動態生成的 proxy class 與 Proxy 這個類同一個包。

下面用一張圖讓大家記住動態代理涉及到的角色。

紅框中 $Proxy0就是通過 Proxy 動態生成的。
$Proxy0實現了要代理的接口。
$Proxy0通過調用 InvocationHandler來執行任務。

六、總結

• 代理分為靜態代理和動態代理兩種。
• 靜態代理，代理類需要自己編寫代碼寫成。
• 動態代理，代理類通過 Proxy.newInstance() 方法生成。
• 不管是靜態代理還是動態代理，代理與被代理者都要實現兩樣接口，它們的實質是面向接口編程。
• 靜態代理和動態代理的區別是在于要不要開發者自己定義 Proxy 類。
• 動態代理通過 Proxy 動態生成 proxy class，但是它也指定了一個 InvocationHandler 的實現類。
• 代理模式本質上的目的是為了增強現有代碼的功能。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的java动态代理实现与原理详细分析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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