Java 静态代理与动态代理解析

这篇文章主要介绍了Java 静态代理与动态代理解析，关于静态代理与动态代理，一直是比较困扰很多新人开发，但实际我们开发中，小到写的某个工具类，大到经常使用的Retrofit 其内部都使用了动态代理，所以这篇文章从基础到源码解析，以便简单理解静态代理与Jdk中的动态代理

动态代理: 在程序运行时，运用java反射机制动态创建而成，静态代理事先知道要代理的是什么，而动态代理不知道要代理什么东西，只有在运行时才知道，通常动态代理实现方式是通过实现 jdk 的 InvocationHandler 接口的 invoke 方法

一、代码实践

需要代理的接口：

interface IBook {     fun toBookName(name: String) }

静态代理

class BookImpl : IBook {     override fun toBookName(name: String) {         println("书名|$name")     } }

// TODO: 2020/11/25 静态代理最大的特点就是，对于具体的代理提前声明 class BookProxy(     private val iBook: IBook,     private var objStart: () -> Unit = { println("开始前的操作") },     private var objStop: () -> Unit = { println("结束时的操作") } ) : IBook {     override fun toBookName(name: String) {         //我们可以在具体的实现前做一些处理操作         objStart.invoke()         iBook.toBookName(name)         //具体的处理后做一些操作         objStop.invoke()     } } fun main() {     val bookProxy = BookProxy(BookImpl())     bookProxy.toBookName("Android&Petterp") }

静态代理相对简单，也有局限性，对于代理类我们需要提前声明，而且每一个代理都需要提前创建好。

动态代理

class BookImpl : IBook {     override fun toBookName(name: String) {         println("测试输出文本$name")     } } /** 用于帮助代理的类  * BookImplHandler看起来很像一个比较奇怪的代理，实际上其只是用于帮助代理的类，我们最终生产的代理类会把调用发给它让其处理。  * 代理类本身是通过 Proxy.newProxyInstance() 方法在运行时动态创建  * */ class BookImplHandler(     private val book: IBook,     private var objStart: () -> Unit = { println("开始前的操作") },     private var objStop: () -> Unit = { println("结束时的操作") } ) :     InvocationHandler {     // TODO: 2020/11/25     //  (1)在invoke方法中接收可变长参数，在Kotlin语法中，数组是array，可变长参数类型是vararg，类型不匹配。     //  (2)Kotlin中数组转为可变长参数，通过前面加*符号。     //  (3)如果方法没有任何参数,args将为null,并将其传播到Kotlin将导致NullPointerException.     //  作为一种解决方法,使用*(args？：arrayOfNulls(0)),并在所描述的极端情况下选择正确的部分并将其扩展为零参数.     override fun invoke(proxy: Any, method: Method?, args: Array?): Any? {         objStart.invoke()         val invoke = method?.invoke(book, *(args ?: emptyArray()))         objStop.invoke()         return invoke     } } fun main() {     val bookImplHandler = BookImplHandler(BookImplDynamic())     val iBook = Proxy.newProxyInstance(         BookImpl::class.java.classLoader,         BookImpl::class.java.interfaces, bookImplHandler     ) as IBook     iBook.toBookName("测试的文本") }

二、常见的动态代理场景

Retrofit中的动态代理

使用Retrofit时，当我们使用Retrofit.Builder().create() 时，传入了我们的接口类，其 create 方法内部就使用了动态代理，从而生成了相应的代理类。

public  T create(final Class service) {   //判断是否为接口   validateServiceInterface(service);   return (T)       //代理实现       Proxy.newProxyInstance(           service.getClassLoader(),           new Class[] {service},           new InvocationHandler() {             ...             @Override             public @Nullable Object invoke(Object proxy, Method method, @Nullable Object[] args)                 throws Throwable {               //如果是object方法，则直接触发               if (method.getDeclaringClass() == Object.class) {                 return method.invoke(this, args);               }               ...             }           }); }

使用动态代理实现 onClick注入

如下所示，我们声明一个注解,其应用于方法，并加入了一个Activity的扩展函数，用于对Activity重所有使用了该注解的方法进行onclick注入，其方法内部使用反射+动态代理,从而实现。

@Retention(AnnotationRetention.RUNTIME) @Target(AnnotationTarget.FUNCTION) annotation class InjectClick(@IdRes val ids: IntArray) fun Activity.injectClicks() {     javaClass.methods.asSequence().filter {         it.isAnnotationPresent(InjectClick::class.java)     }.forEach {         it.isAccessible = true         it.getAnnotation(InjectClick::class.java).ids.forEach { id ->             findViewById(id).apply {                 val clickProxy = Proxy.newProxyInstance(                     javaClass.classLoader, arrayOf(View.OnClickListener::class.java)                 ) { _, _, _ ->                     it.invoke(this@injectClicks)                 } as View.OnClickListener                 setOnClickListener(clickProxy)             }         }     } }

三、源码探索 Jdk 中的动态代理

动态代理的源码实现相对简单，我们先进入Proxy.newProxyInstance 方法,一探究竟。

Proxy.newProxyInstance public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,                                           Class[] interfaces,                                           InvocationHandler h)             throws IllegalArgumentException {         Objects.requireNonNull(h);         //先克隆一个传递过来的代理对象         final Class[] intfs = interfaces.clone();         //拿到生成的代理类,内部维护了一个map         Class cl = getProxyClass0(loader, intfs);         //获取代理类构造函数         final Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams);         //授予权限         if (!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) {             cons.setAccessible(true);         }         //反射创建代理类，并传入用户自己实现的中间层接口         return cons.newInstance(new Object[]{h}); }

具体如上述描述，然后我们自己生成一个代理类，来看看内部的调用：

生成代理类

fun writeFileProxy() {     //IApple是我要代理的接口     val name = IApple::class.java.name + "Proxy()"     val bytes = ProxyGenerator.generateProxyClass(name, arrayOf(IApple::class.java))     val fos = FileOutputStream("$name.class")     fos.write(bytes)     fos.close() }

示例代码：

public final class IAppleProxy() extends Proxy implements IApple {     private static Method m3;     public IAppleProxy__/* $FF was: IAppleProxy()*/(InvocationHandler var1) throws  {         super(var1);     }     public final void count() throws  {         try {             super.h.invoke(this, m3, (Object[])null);         } catch (RuntimeException | Error var2) {             throw var2;         } catch (Throwable var3) {             throw new UndeclaredThrowableException(var3);         }     }     static {             m3 = Class.forName("com.android.readbook.proxy.IApple").getMethod("count")     } }

生成的代理类如上所示，其实现了我们的接口，并且代理了相应的所有方法，这里做了一部分删减。

观察代理类具体方法的话，其具体实现里，通过InvocationHandler对象，也就是我们自己实现的辅助了，并调用其invoke方法, 以接口回调的方式回调到我们具体的实现处。整个过程比较容易理解，也并没有什么太高深的难度。

四、总结

关于jdk中的动态代理，当我们调用 Proxy.newProxyInstance 时，传入了一个当前类的classLoader以及要代理的接口数组及实现了InvocationHandler 接口的辅助类对象，其会在运行时在内存中生成一个代理类，这个代理类实现了我们的接口并接收一个我们外部传入的 InvocationHandler 辅助类对象，并在具体的方法实现位置通过调用辅助类的 invoke 方法，从而实现我们的接口方法代理。

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