Java实现JDK动态代理的原理详解

这篇文章主要介绍了Java实现JDK动态代理的原理详解，Java常用的动态代理模式有JDK动态代理，也有cglib动态代理，本文重点讲解JDK的动态代理，需要的小伙伴可以参考一下的相关资料

概念

代理：为控制A对象，而创建出新B对象，由B对象代替执行A对象所有操作，称之为代理。一个代理体系建立涉及到3个参与角色：真实对象(A)，代理对象(B)，客户端。

其中的代理对象(B)起到中介作用，连通真实对象(A)与客户端，如果进一步拓展，代理对象可以实现更加复杂逻辑，比如对真实对象进行访问控制。

案例

需求：员工业务层接口调用save需要admin权限，调用list不需要权限，没权限调用时抛出异常提示。

静态代理

/** * 代理接口 */ public interface IEmployeeService { void save(); void list(); }

/** * 真实对象 */ public class EmployeeServiceImpl implements IEmployeeService { @Override public void save() { System.out.println("EmployeeServiceImpl-正常的save...."); } @Override public void list() { System.out.println("EmployeeServiceImpl-正常的list...."); } }

/** * 模拟当前登录用户对象 */ public class SessionHolder { private static String currentUser; public static String  getCurrentUser(){ return currentUser; } public static void   setCurrentUser(String currentUser){ SessionHolder.currentUser = currentUser; } }

/** * 代理对象 */ public class EmployeeProxy implements IEmployeeService { //真实对象 private EmployeeServiceImpl employeeService; public EmployeeProxy(EmployeeServiceImpl employeeService){ this.employeeService = employeeService; } @Override public void save() { //权限判断 if("admin".equals(SessionHolder.getCurrentUser())){ employeeService.save(); }else{ throw new RuntimeException("当前非admin用户，不能执行save操作"); } } @Override public void list() { employeeService.list(); } }

public class App { public static void main(String[] args) { System.out.println("----------------真实对象--------------------"); EmployeeServiceImpl employeeService = new EmployeeServiceImpl(); employeeService.list(); employeeService.save(); System.out.println("----------------代理对象--------------------"); SessionHolder.setCurrentUser("dafei");  //设置权限(当前登录用户) EmployeeProxy employeeProxy = new EmployeeProxy(employeeService); employeeProxy.list(); employeeProxy.save(); } }

----------------真实对象-------------------- EmployeeServiceImpl-正常的list.... EmployeeServiceImpl-正常的save.... ----------------代理对象-------------------- EmployeeServiceImpl-正常的list.... Exception in thread "main" java.lang.RuntimeException: 当前非admin用户，不能执行save操作 at com.langfeiyes.pattern.proxy.demo.EmployeeProxy.save(EmployeeProxy.java:20) at com.langfeiyes.pattern.proxy.demo.App.main(App.java:16)

使用真实对象EmployeeServiceImpl 直接调用时，不管是list 还是save都能直接访问，但不符合需求上的admin权限限制。如果使用代理对象EmployeeProxy，可以完成需求实现。

通过直接创建新类新类代理对象方式完成代理逻辑，这种方式称之为静态代理模式。

JDK动态代理模式

Java常用的动态代理模式有JDK动态代理，也有cglib动态代理，此处重点讲解JDK的动态代理

还是原来的需求，前面的IEmployeeService EmployeeServiceImpl SessionHolder 都没变，新加一个JDK代理控制器-EmployeeInvocationHandler

/** * jdk动态代理控制类，由它牵头代理类获取，代理方法的执行 */ public class EmployeeInvocationHandler  implements InvocationHandler { //真实对象-EmployeeServiceImpl private Object target; public EmployeeInvocationHandler(Object target){ this.target = target; } //获取jvm在内存中生成代理对象 public Object getProxy(){ return  Proxy.newProxyInstance( target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), this); } //代理对象控制执行方法 //参数1：代理对象 //参数2：真实对象的方法（使用方式得到方法对象） //参数3：真实对象方法参数列表 //此处是代理对象对外暴露的可编辑的方法处理场所，代理对象每调用一个次方法，就会执行一次invoke @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { String name = method.getName(); if("save".equals(name) && !"admin".equals(SessionHolder.getCurrentUser())){ throw new RuntimeException("当前非admin用户，不能执行save操作"); } return method.invoke(target, args); } }

测试App类稍微改动下：

public class App { public static void main(String[] args) { System.out.println("----------------真实对象--------------------"); EmployeeServiceImpl employeeService = new EmployeeServiceImpl(); employeeService.list(); employeeService.save(); System.out.println("----------------代理对象--------------------"); SessionHolder.setCurrentUser("dafei"); EmployeeInvocationHandler handler = new EmployeeInvocationHandler(employeeService); IEmployeeService proxy = (IEmployeeService) handler.getProxy(); proxy.list(); proxy.save(); } }

上面代码一样可以实现需求，跟静态代理区别就在于少创建了代理对象。此时存在疑问点，没有创建代理对象，为啥可以实现代理类调用呢？？

原理分析

先抛出结论JDK动态代理底层实现原理：使用接口实现方式，运行时，在内存中动态构建出一个类，然后编译，执行。这个类是一次性的，JVM停止，代理类就消失。

参与角色 要理解JDK动态代理原理，首先得了解JDK动态代理涉及到的类

InvocationHandler：真实对象方法调用处理器，内置invoke方法，其功能：为真实对象定制代理逻辑

EmployeeInvocationHandler：员工服务真实对象方法调用处理器，此类有3个用途： 1>设置真实对象

     //真实对象-EmployeeServiceImpl private Object target; public EmployeeInvocationHandler(Object target){ this.target = target; }

2>定制代理方法实现逻辑

为真实对象save方法添加了权限校验逻辑

    //代理对象控制执行方法 //参数1：代理对象 //参数2：真实对象的方法（使用方式得到方法对象） //参数3：真实对象方法参数列表 //此处是代理对象对外暴露的可编辑的方法处理场所，代理对象每调用一个次方法，就会执行一次invoke @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { String name = method.getName(); if("save".equals(name) && !"admin".equals(SessionHolder.getCurrentUser())){ throw new RuntimeException("当前非admin用户，不能执行save操作"); } return method.invoke(target, args); }

3>返回代理对象

方法执行完之后，返回一个名为：$ProxyX的代理类(其中的X是序号，一般默认为0)，这代理类由JDK动态构建出来。

    //获取jvm在内存中生成代理对象 public Object getProxy(){ return  Proxy.newProxyInstance( target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), this); }

Proxy：动态代理控制类，是JDK动态生成的$ProxyX类的父类，它作用如下：
1>通过调用ProxyBuilder 类builder方法构建代理对象类

private static Constructor getProxyConstructor(Class caller, ClassLoader loader, Class... interfaces){ return proxyCache.sub(intf).computeIfAbsent( loader, (ld, clv) -> new ProxyBuilder(ld, clv.key()).build() ); }

2>通过newProxyInstance方法返回$ProxyX类的实例

   public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class[] interfaces, InvocationHandler h) { //... }

$Proxy0：App类运行时，JDK动态构建出来的代理类，继承至Proxy类

public class App { public static void main(String[] args) { //System.setProperty("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true"); System.setProperty("jdk.proxy.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true"); System.out.println("----------------真实对象--------------------"); EmployeeServiceImpl employeeService = new EmployeeServiceImpl(); employeeService.list(); employeeService.save(); System.out.println("----------------代理对象--------------------"); SessionHolder.setCurrentUser("dafei"); EmployeeInvocationHandler handler = new EmployeeInvocationHandler(employeeService); IEmployeeService proxy = (IEmployeeService) handler.getProxy(); proxy.list(); proxy.save(); } }

默认情况下JVM是不保存动态创建代理类字节码对象的，可以在main方法中配置代理参数让字节码保留

//JDK8之前 System.setProperty("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true"); //JDK8之后 System.setProperty("jdk.proxy.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");

执行完之后，会在项目根目录生成代理类字节码对象。

为了方便解读，将一些不需要的方法剔除之后

$Proxy0类

public class $Proxy0 extends Proxy implements IEmployeeService { private static Method m4; private static Method m3; static { try { m4 = Class.forName("com.langfeiyes.proxy.demo.IEmployeeService") .getMethod("save"); m3 = Class.forName("com.langfeiyes.proxy.demo.IEmployeeService") .getMethod("list"); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } public $Proxy0(InvocationHandler var1) throws Throwable { super(var1); } public final void save() throws Throwable { super.h.invoke(this, m4, (Object[])null); } public final void list() throws  Throwable{ super.h.invoke(this, m3, (Object[])null); } }

从源码上看，$Proxy0的特点：