Java基础-JDK动态代理

JDK的动态代理依靠接口实现

 代理模式 
代理模式是常用的java设计模式，他的特征是代理类与委托类有同样的接口，代理类主要负责为委托类预处理消息、过滤消息、把消息转发给委托类，以及事后处理消息等。代理类与委托类之间通常会存在关联关系，一个代理类的对象与一个委托类的对象关联，代理类的对象本身并不真正实现服务，而是通过调用委托类的对象的相关方法，来提供特定的服务。 

在java的动态代理机制中，有两个重要的类或接口，一个是 InvocationHandler(Interface)、另一个则是 Proxy(Class)，这一个类和接口是实现我们动态代理所必须用到的.

InvocationHandler

每一个动态代理类都必须要实现InvocationHandler这个接口，并且每个代理类的实例都关联到了一个handler，当我们通过代理对象调用一个方法的时候，这个方法的调用就会被转发为由InvocationHandler这个接口的 invoke 方法来进行调用。我们来看看InvocationHandler这个接口的唯一一个方法 invoke 方法：

Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable

方法一共接受三个参数
proxy:　　指代我们所代理的那个真实对象
method:　　指代的是我们所要调用真实对象的某个方法的Method对象
args:　　指代的是调用真实对象某个方法时接受的参数

Proxy

Proxy这个类的作用就是用来动态创建一个代理对象的类，它提供了许多的方法，但是我们用的最多的就是 newProxyInstance 这个方法：

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



作用就是得到一个动态的代理对象，其接收三个参数
loader:　　一个ClassLoader对象，定义了由哪个ClassLoader对象来对生成的代理对象进行加载
interfaces:　　一个Interface对象的数组，表示的是我将要给我需要代理的对象提供一组什么接口，如果我提供了一组接口给它，那么这个代理对象就宣称实现了该接口(多态)，这样我就能调用这组接口中的方法了
h:　　一个InvocationHandler对象，表示的是当我这个动态代理对象在调用方法的时候，会关联到哪一个InvocationHandler对象上

通过实例理解动态代理

首先定义一个类接口

public interface Subject
{
    public void rent();
    
    public void hello(String str);
}

接着，定义了一个类来实现这个接口，这个类就是我们的真实对象：

public class RealSubject implements Subject
{
    @Override
    public void rent()
    {
        System.out.println("I want to rent my house");
    }
    
    @Override
    public void hello(String str)
    {
        System.out.println("hello: " + str);
    }
}

下一步，定义一个动态代理类了，前面说个，每一个动态代理类都必须要实现 InvocationHandler 这个接口，因此我们这个动态代理类也不例外：

public class DynamicProxy implements InvocationHandler
{
    //　这个就是我们要代理的真实对象
    private Object subject;
    
    //    构造方法，给我们要代理的真实对象赋初值
    public DynamicProxy(Object subject)
    {
        this.subject = subject;
    }
    
    @Override
    public Object invoke(Object object, Method method, Object[] args)
            throws Throwable
    {
        //在代理真实对象前我们可以添加一些自己的操作
        System.out.println("before rent house");
        System.out.println("Method:" + method);
        
        //当代理对象调用真实对象的方法时，其会自动的跳转到代理对象关联的handler对象的invoke方法来进行调用
        method.invoke(subject, args);
        
        //在代理真实对象后我们也可以添加一些自己的操作
        System.out.println("after rent house");
        
        return null;
    }

}

最后，来看看我们的Client类：

public class Client
{
    public static void main(String[] args)
    {
        //    我们要代理的真实对象
        Subject realSubject = new RealSubject();

        //    我们要代理哪个真实对象，就将该对象传进去，最后是通过该真实对象来调用其方法的
        InvocationHandler handler = new DynamicProxy(realSubject);

        /*
         * 通过Proxy的newProxyInstance方法来创建我们的代理对象，我们来看看其三个参数
         * 第一个参数 handler.getClass().getClassLoader() ，我们这里使用handler这个类的ClassLoader对象来加载我们的代理对象
         * 第二个参数realSubject.getClass().getInterfaces()，我们这里为代理对象提供的接口是真实对象所实行的接口，表示我要代理的是该真实对象，这样我就能调用这组接口中的方法了
         * 第三个参数handler， 我们这里将这个代理对象关联到了上方的 InvocationHandler 这个对象上
         */
        Subject subject = (Subject)Proxy.newProxyInstance(handler.getClass().getClassLoader(), realSubject.getClass().getInterfaces(), handler);
        
        System.out.println(subject.getClass().getName());
        subject.rent();
        subject.hello("world");
    }
}

控制台的输出：

$Proxy0

before rent house
Method:public abstract void com.xiaoluo.dynamicproxy.Subject.rent()
I want to rent my house
after rent house

before rent house
Method:public abstract void com.xiaoluo.dynamicproxy.Subject.hello(java.lang.String)
hello: world
after rent house

我们首先来看看 $Proxy0 这东西，我们看到，这个东西是由

System.out.println(subject.getClass().getName()); 

这条语句打印出来的，那么为什么我们返回的这个代理对象的类名是这样的呢？

Subject subject = (Subject)Proxy.newProxyInstance(handler.getClass().getClassLoader(), realSubject.getClass().getInterfaces(), handler);

可能我以为返回的这个代理对象会是Subject类型的对象，或者是InvocationHandler的对象，结果却不是，首先我们解释一下为什么我们这里可以将其转化为Subject类型的对象？原因就是在newProxyInstance这个方法的第二个参数上，我们给这个代理对象提供了一组什么接口，那么我这个代理对象就会实现了这组接口，这个时候我们当然可以将这个代理对象强制类型转化为这组接口中的任意一个，因为这里的接口是Subject类型，所以就可以将其转化为Subject类型了。

同时我们一定要记住，通过 Proxy.newProxyInstance 创建的代理对象是在jvm运行时动态生成的一个对象，它并不是我们的InvocationHandler类型，也不是我们定义的那组接口的类型，而是在运行是动态生成的一个对象，并且命名方式都是这样的形式，以$开头，proxy为中，最后一个数字表示对象的标号。

接着我们来看看这两句 

subject.rent();
subject.hello("world");

这里是通过代理对象来调用实现的那种接口中的方法，这个时候程序就会跳转到由这个代理对象关联到的 handler 中的invoke方法去执行，而我们的这个 handler 对象又接受了一个 RealSubject类型的参数，表示我要代理的就是这个真实对象，所以此时就会调用 handler 中的invoke方法去执行：

public Object invoke(Object object, Method method, Object[] args)
            throws Throwable
    {
        //　　在代理真实对象前我们可以添加一些自己的操作
        System.out.println("before rent house");
        
        System.out.println("Method:" + method);
        
        //    当代理对象调用真实对象的方法时，其会自动的跳转到代理对象关联的handler对象的invoke方法来进行调用
        method.invoke(subject, args);
        
        //　　在代理真实对象后我们也可以添加一些自己的操作
        System.out.println("after rent house");
        
        return null;
    }

我们看到，在真正通过代理对象来调用真实对象的方法的时候，我们可以在该方法前后添加自己的一些操作，同时我们看到我们的这个 method 对象是这样的：

public abstract void com.xiaoluo.dynamicproxy.Subject.rent()

public abstract void com.xiaoluo.dynamicproxy.Subject.hello(java.lang.String)

正好就是我们的Subject接口中的两个方法，这也就证明了当我通过代理对象来调用方法的时候，起实际就是委托由其关联到的 handler 对象的invoke方法中来调用，并不是自己来真实调用，而是通过代理的方式来调用的。

这就是我们的java动态代理机制

所谓Dynamic Proxy是这样一种class：它是在运行时生成的class，在生成它时你必须提供一 组interface给它，然后该class就宣称它实现了这些 interface。你当然可以把该class的实 例当作这些interface中的任何一个来用。当然啦，这个Dynamic Proxy其实就是一个Proxy， 它不会替你作实质性的工作，在生成它的实例时你必须提供一个handler，由它接管实际的工 作。

java动态代理类位于java.lang.reflect包下，一般主要涉及到以下两个类：

Interface InvocationHandler
　　该接口中仅定义了一个方法Object：invoke(Object obj,Method method, Object[] args)。在实际使用时，第一个参数obj一般是指代理 类，method是被代理的方法，如上例中的request()，args为该方法的参数数组。 这个抽 象方法在代理类中动态实现。

Proxy
　　该类即为动态代理类，作用类似于上例中的ProxySubject。

Protected Proxy(InvocationHandler h)
　　构造函数，估计用于给内部的h赋值。

Static Class getProxyClass (ClassLoader loader, Class[] interfaces)
　　获得一个 代理类，其中loader是类装载器，interfaces是真实类所拥有的全部接口的数组。

Static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class[] interfaces, InvocationHandler h)
　　返回代理类的一个实例，返回后的代理类可以当作被代理类使用 (可使用被代理类的在Subject接口中声明过的方法)。

在使用动态代理类时，我们必须实现InvocationHandler接口，以第一节中的示例为例：

// 抽象角色(之前是抽象类，此处应改为接口)：
public  interface Subject {
  abstract  public  void request();
}

// 具体角色RealSubject：
public  class RealSubject implements Subject {
  public RealSubject() {}

  public  void request() {
    System.out.println( " From real subject. " );
 }

}

// 代理处理器：
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;

public  class DynamicSubject implements InvocationHandler {
  private Object sub;
  public DynamicSubject() {}

  public DynamicSubject(Object obj) {
    sub = obj;
  }

  public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    System.out.println( " before calling "  + method);
    method.invoke(sub,args);

    System.out.println( " after calling "  + method);
    return  null ;
  }
}

该代理类的内部属性为Object类，实际使用时通过该类的构造函数DynamicSubject(Object obj)对其赋值；此外，在该类还实现了invoke方法，该方法中的

method.invoke(sub,args);

其实就是调用被代理对象的将要被执行的方法，方法参数sub是实际的被代理对象，args为执 行被代理对象相应操作所需的参数。通过动态代理类，我们可以在调用之前或之后执行一些 相关操作。

// 客户端：
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;

public class Client {

  static public void main(String[] args) throws Throwable {
   RealSubject rs = new RealSubject(); // 在这里指定被代理类
   InvocationHandler ds = new DynamicSubject(rs);
   Class cls = rs.getClass();

   // 以下是一次性生成代理
   Subject subject = (Subject) Proxy.newProxyInstance(cls.getClassLoader(), cls.getInterfaces(),ds );
   subject.request();
  }
}

// 程序运行结果：
before calling public abstract void Subject.request()
From real subject.
after calling public abstract void Subject.request()

通过这种方式，被代理的对象(RealSubject)可以在运行时动态改变，需要控制的接口 (Subject接口)可以在运行时改变，控制的方式(DynamicSubject类)也可以动态改变，从而实 现了非常灵活的动态代理关系。