Java-JDK动态代理（AOP）使用及实现原理分析

Java-JDK动态代理（AOP）使用及实现原理分析

第一章:代理的介绍

介绍:我们需要掌握的程度

动态代理(理解) 基于反射机制

掌握的程度:

1.什么是动态代理?

2.动态代理能够做什么?

后面我们在用Spirng和Mybatis的时候,要理解怎么使用的.

1.什么是代理?

代理,在我们日常生活之中就有体现,代购,中介,换ip,商家等等.

比如有一家美国的大学,可以对全世界招生.留学中介(代理 )

留学中介(代理):帮助这家美国的学校招生,中介是学校的代理中介是代替学校完成招生功能
代理特点

1. 中介和代理他们要做的事情是一致的:招生
2. 中介是学校代理,学校是目标
3. 家长-------->中介(学校介绍,办理入学手续)---------->美国学校
4. 中介是代理,收取费用

2.为什么要找中介

为什么要找中介?
1.中介是专业的,方便.
2.家长现在不能自己去找学校。家长没有能力访问学校.或者美国学校不接收个人来访

买东西都是商家卖, 商家是某个商品的代理, 你个人买东西,肯定不会让你接触到厂家的.

第二章:静态代理

2.1 使用代理模式的作用

1. 功能增强:在你原有的功能上,增加了额外的功能.新增加的功能,叫做功能增强
2. 控制访问:代理类不让你访问目标,例如商家不让用户访问厂家

2.2 实现代理的方式

1.静态代理:

1)代理类是自己手工实现的,自己创建一个java类,表示代理类

2)同时你所要代理的目标

特点：1）实现简单2）容易理解。
模拟一个用户购买u盘的行为。
用户是客户端类
商家：代理，代理某个品牌的u盘。
厂家：目标类。
三者的关系：用户（客户端）-—-商家（代理）-—-厂家（目标）
商家和厂家都是卖u盘的，他们完成的功能是一致的，都是卖u盘。

实现步骤:

实现步骤
1.创建一个接口,定义卖u盘的方法,表示你的厂家和商家做的事情
2.创建厂家类,实现1步骤的接口
3.创建商家,就是代理,也需要实现1步骤中的接口
4.创建客户端类,调用商家的方法买一个u盘

2.3 具体实现

实现步骤
1.创建一个接口,定义卖u盘的方法,表示你的厂家和商家做的事情

package com.rango.service;
public interface usbSell {
    /**
     * 定义一个方法 参数 amount:表示一次购买的数量,暂时不用
     * 返回值表示一个u盘的价格
     * @param amount
     * @return
     */
    float sell(int amount);
}

2.创建厂家类,实现1步骤的接口

package com.rango.factory;

import com.rango.service.usbSell;
//目标类:金士顿厂家,不接受用户的单独购买
public class UsbKingFactory implements usbSell {
    /**
     * 定义一个方法 参数 amount:表示一次购买的数量,暂时不用
     * 返回值表示一个u盘的价格
     *
     * @param amount
     * @return
     */
    @Override
//一个128G的U盘是85元.
//    后期根据amount,可以实现不同的价格,例如10000个,单击是80,50000个75
    public float sell(int amount) {
        return 85.0f*amount;
    }
}

3.创建商家,就是代理,也需要实现1步骤中的接口

package com.rango.business;

import com.rango.factory.UsbKingFactory;
import com.rango.service.usbSell;


//淘宝是一个商家,代理金士顿U盘的销售
public class TaoBao implements usbSell {
//      声明 商家代理的厂家具体是谁
    private UsbKingFactory factory =new UsbKingFactory();

    @Override
//    实现销售U盘功能
    public float sell(int amount) {
//        向厂家发送订单,告诉厂家,我买了U盘,厂家发货
//        发送给工厂,我需要的订单,返回报价
        float price = factory.sell(amount);
//        商家需要加价也就是代理要增加价格
        price = price + 25;
//在目标类的方法调用后,你做的其他功能,都是增强的意思
        System.out.println("淘宝再给你返回一个优惠券,或者红包");
//        增加的价格
        return price;
    }
}

4.创建客户端类,调用商家的方法买一个u盘

import com.rango.business.TaoBao;

public class shopMain {
    public static void main(String[] args){
//             创建代理的商家淘宝对象
        TaoBao taoBao = new TaoBao();
//        我只向淘宝买一件产品,得到报价
        float price = taoBao.sell(2);
        System.out.println("购买一件产品.淘宝的报价为: "+price);
    }
}

所以我们再次总结代理类完成的功能:

1. 目标类中方法的调用
2. 功能增强

所属我们只有一个代理商,我们实际上可以写多个代理商,

2.4 静态代理的优缺点

我们再次总结一下静态代理的优缺点

优点:

1. 实现简单
2. 容易简单

确定:当你的项目中,目标类的代理类很多的时候,有一下的缺点

1. 当目标类增加了,代理类可能也需要成倍的增加
2. 当你的接口中功能在增加了,或者修改了,会影响众多的实现类,厂家类,代理都需要修改,影响比较多.

所以我们继续学习动态代理

第三章 动态代理

本章,我们所掌握的是

1)什么是动态代理?

​ 使用jdk的反射机制,创建对象的能力,创建的是代理类的的对象.而不用我们创建类文件,不用写java文件, 什么叫动态?在程序执行时,调用jdk提供的方法才能创建代理类的对象

2)知道动态代理能做什么?

2.1 静态代理和动态代理模式的对比

在静态代理中目标很多的时候,可以使用动态代理,避免静态代理的缺点

在静态代理中目标类很多时候,可以使用动态代理,避免静态代理的缺点。
动态代理中目标类即使很多,

1. 代理类数量可以很少,

2. 当你修改了接口中的方法时,不会影响代理类。

动态代理:在程序执行过程中,使用jdk的反射机制,创建代理类对象,并动态的指定要代理目标类。
换句话说:动态代理是一种创建java象的能力,让你不用创建 TaoBao类就能创建代理类对象,除去了中间商

在java中,要想创建对象

1. 创建类文件,java 文件编译为class
2. 使用构造方法,创建类的对象

2.1 动态代理的介绍

1. 动态代理是指代理类对象在程序运行时由JVM根据反射机制动态生成的。动态代理不需要定义代理类的，java源文件。
2. 动态代理其实就是jdk运行期间，动态创建class字节码并加载到JVM。
3. 动态代理的实现方式常用的有两种：使用JDK代理，与通过CGLlB动态代理。

动态代理的实现:

1. jdk动态代理(理解):使用java反射包中的类和接口实现动态代理的功能,反射包java.lang.reflect,里面有三个类:InvocationHandler,Method,Proxy
2. cglib动态代理(了解): cglib是第三方的工具库,创建代理对象
   1. cglib的原理是继承，cglib通过继承目标类，创建它的子类，在子类中
      重写父类中同名的方法，实现功能的修改。
   2. 因为cglib是继承，重写方法，所以要求目标类不能是fina1的，方法也不能是final的。cglib的要求目标类比较宽松，只要能继承就可以了。cglib在很多的框架中使用，
      比如mybatis，spring框架中都有使用。
      

package Test;

import com.rango.Impl.HelloServiceImpl;
import com.rango.service.HelloService;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class TestApp {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
//        HelloService service = new HelloServiceImpl();
//        service.sayhello("张三");
//        以上是常规方法执行sayhello
//        下面我们使用反射机制进行创建sayhello方法,核心Method(类中的方法)
        HelloServiceImpl target = new HelloServiceImpl();
//        获取sayhello名称对应的Method类对象
//         public Method getM   ethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
//        加入,该方法的参数有多个该怎么办?
//        parameterTypes参数是一个类对象数组，按声明的顺序标识方法的形式参数类型。
        Method method = HelloService.class.getMethod("sayhello", String.class);
//        通过Metho可以执行sayhello方法的调用
        /*
        *  public Object invoke(Object obj, Object... args)
        *       表示执行方法的调用
        *   参数:
        *       1.Object,表示对象,要执行这个对象的方法
        *       2.Object...args,方法执行时的参数值
        * 返回值:
        *       Object:方法执行后的返回值
        * */
        Object ret = method.invoke(target, "李四");
    }
}

2.2 回顾反射 Method类

Method类的结构图

• Class Method
  • java.lang.Object
    • java.lang.reflect.AccessibleObject
      • java.lang.reflect.Executable
        • java.lang.reflect.Method

2.2.1 class.getMethod

Method method = HelloService.class.getMethod("sayhello", String.class,Integer.class);

提出问题?

    public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)

加入,该方法的参数有多个该怎么办?
parameterTypes参数是一个类对象数组，按声明的顺序标识方法的形式参数类型。

2.2.2 Method.invoke

public Object invoke(Object obj,Object... args)

*  public Object invoke(Object obj, Object... args)
*       表示执行方法的调用
*   参数:
*       1.Object,表示对象,要执行这个对象的方法
*       2.Object...args,方法执行时的参数值
* 返回值:
*       Object:方法执行后的返回值
* 

2.3 JDK动态代理

实现步骤
1.创建一个接口,定义卖u盘的方法,表示你的厂家和商家做的事情

package com.rango.service;
public interface usbSell {
    /**
     * 定义一个方法 参数 amount:表示一次购买的数量,暂时不用
     * 返回值表示一个u盘的价格
     * @param amount
     * @return
     */
    float sell(int amount);
}

2.创建厂家类,实现1步骤的接口

package com.rango.factory;

import com.rango.service.usbSell;
//目标类:金士顿厂家,不接受用户的单独购买
public class UsbKingFactory implements usbSell {
    /**
     * 定义一个方法 参数 amount:表示一次购买的数量,暂时不用
     * 返回值表示一个u盘的价格
     *
     * @param amount
     * @return
     */
    @Override
//一个128G的U盘是85元.
//    后期根据amount,可以实现不同的价格,例如10000个,单击是80,50000个75
    public float sell(int amount) {
        return 85.0f*amount;
    }
}

3.创建商家,就是代理,也需要实现1步骤中的接口

package com.rango.business;

import com.rango.factory.UsbKingFactory;
import com.rango.service.usbSell;


//淘宝是一个商家,代理金士顿U盘的销售
public class TaoBao implements usbSell {
//      声明 商家代理的厂家具体是谁
    private UsbKingFactory factory =new UsbKingFactory();

    @Override
//    实现销售U盘功能
    public float sell(int amount) {
//        向厂家发送订单,告诉厂家,我买了U盘,厂家发货
//        发送给工厂,我需要的订单,返回报价
        float price = factory.sell(amount);
//        商家需要加价也就是代理要增加价格
        price = price + 25;
//在目标类的方法调用后,你做的其他功能,都是增强的意思
        System.out.println("淘宝再给你返回一个优惠券,或者红包");
//        增加的价格
        return price;
    }
}

4.创建客户端类,调用商家的方法买一个u盘

import com.rango.business.TaoBao;

public class shopMain {
    public static void main(String[] args){
//             创建代理的商家淘宝对象
        TaoBao taoBao = new TaoBao();
//        我只向淘宝买一件产品,得到报价
        float price = taoBao.sell(2);
        System.out.println("购买一件产品.淘宝的报价为: "+price);
    }
}

所以我们再次总结代理类完成的功能:

1. 目标类中方法的调用
2. 功能增强

所属我们只有一个代理商,我们实际上可以写多个代理商,

2.4 静态代理的优缺点

我们再次总结一下静态代理的优缺点

优点:

1. 实现简单
2. 容易简单

确定:当你的项目中,目标类的代理类很多的时候,有一下的缺点

1. 当目标类增加了,代理类可能也需要成倍的增加
2. 当你的接口中功能在增加了,或者修改了,会影响众多的实现类,厂家类,代理都需要修改,影响比较多.

所以我们继续学习动态代理

第三章 动态代理

本章,我们所掌握的是

1)什么是动态代理?

​ 使用jdk的反射机制,创建对象的能力,创建的是代理类的的对象.而不用我们创建类文件,不用写java文件, 什么叫动态?在程序执行时,调用jdk提供的方法才能创建代理类的对象

2)知道动态代理能做什么?

2.1 静态代理和动态代理模式的对比

在静态代理中目标很多的时候,可以使用动态代理,避免静态代理的缺点

在静态代理中目标类很多时候,可以使用动态代理,避免静态代理的缺点。
动态代理中目标类即使很多,

1. 代理类数量可以很少,

2. 当你修改了接口中的方法时,不会影响代理类。

动态代理:在程序执行过程中,使用jdk的反射机制,创建代理类对象,并动态的指定要代理目标类。
换句话说:动态代理是一种创建java象的能力,让你不用创建 TaoBao类就能创建代理类对象,除去了中间商

在java中,要想创建对象

1. 创建类文件,java 文件编译为class
2. 使用构造方法,创建类的对象

2.1 动态代理的介绍

1. 动态代理是指代理类对象在程序运行时由JVM根据反射机制动态生成的。动态代理不需要定义代理类的，java源文件。
2. 动态代理其实就是jdk运行期间，动态创建class字节码并加载到JVM。
3. 动态代理的实现方式常用的有两种：使用JDK代理，与通过CGLlB动态代理。

动态代理的实现:

1. jdk动态代理(理解):使用java反射包中的类和接口实现动态代理的功能,反射包java.lang.reflect,里面有三个类:InvocationHandler,Method,Proxy
2. cglib动态代理(了解): cglib是第三方的工具库,创建代理对象
   1. cglib的原理是继承，cglib通过继承目标类，创建它的子类，在子类中
      重写父类中同名的方法，实现功能的修改。
   2. 因为cglib是继承，重写方法，所以要求目标类不能是fina1的，方法也不能是final的。cglib的要求目标类比较宽松，只要能继承就可以了。cglib在很多的框架中使用，
      比如mybatis，spring框架中都有使用。
      

package Test;

import com.rango.Impl.HelloServiceImpl;
import com.rango.service.HelloService;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class TestApp {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
//        HelloService service = new HelloServiceImpl();
//        service.sayhello("张三");
//        以上是常规方法执行sayhello
//        下面我们使用反射机制进行创建sayhello方法,核心Method(类中的方法)
        HelloServiceImpl target = new HelloServiceImpl();
//        获取sayhello名称对应的Method类对象
//         public Method getM   ethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
//        加入,该方法的参数有多个该怎么办?
//        parameterTypes参数是一个类对象数组，按声明的顺序标识方法的形式参数类型。
        Method method = HelloService.class.getMethod("sayhello", String.class);
//        通过Metho可以执行sayhello方法的调用
        /*
        *  public Object invoke(Object obj, Object... args)
        *       表示执行方法的调用
        *   参数:
        *       1.Object,表示对象,要执行这个对象的方法
        *       2.Object...args,方法执行时的参数值
        * 返回值:
        *       Object:方法执行后的返回值
        * */
        Object ret = method.invoke(target, "李四");
    }
}

2.2 回顾反射 Method类

Method类的结构图

• Class Method
  • java.lang.Object
    • java.lang.reflect.AccessibleObject
      • java.lang.reflect.Executable
        • java.lang.reflect.Method

2.2.1 class.getMethod

Method method = HelloService.class.getMethod("sayhello", String.class,Integer.class);

提出问题?

    public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)

加入,该方法的参数有多个该怎么办?
parameterTypes参数是一个类对象数组，按声明的顺序标识方法的形式参数类型。

2.2.2 Method.invoke

public Object invoke(Object obj,Object... args)

*  public Object invoke(Object obj, Object... args)
*       表示执行方法的调用
*   参数:
*       1.Object,表示对象,要执行这个对象的方法
*       2.Object...args,方法执行时的参数值
* 返回值:
*       Object:方法执行后的返回值
* 

2.3 JDK动态代理

jdk动态代理:
1.反射, Method类,表示方法。类中的方法。通过Method可以执行某个方法

2.jdk动态代理的实现
反射包java.lang. reflect,里面有三个类：InvocationHandler，Method，Proxy

2.3.1 Interface InvocationHandler

public interface InvocationHandler

InvocationHandler是由代理实例的调用处理程序实现的接口 。
每个代理实例都有一个关联的调用处理程序。 当在代理实例上调用方法时，方法调用将被编码并分派到其调用处理程序的invoke方法。

​ 1)InvocationHandler接口(调用处理器):就一个方法 invoke()
​ invoke():表示代理对象要执行的功能代码。你的代理类要完成的功能就写在
​ invoke（）方法中。

代理类完成的功能
    1.调用目标方法,执行目标方法的功能
    2.功能增强,在目标方法调用时,增加功能

方法原型:

参数：object proxy：jdk创建的代理对象，无需赋值。
                Method method:目标类中的方法，jdk提供method对象的
                object[]args:目标类中方法的参数，jdk提供的。

Object invoke(Object proxy,方法 method,Object[] args)throws 
    
    Throwable处理代理实例上的方法调用并返回结果。

2.3.2 Method

2)Method类:表示方法的,确切的说就是目标类中的方法。
作用:通过 Method可以执行某个目标类的方法, Method. invoke();
method. invoke(目标对象,方法的参数)

​ object ret= method. invoke(service22,"李四")

说明:method.invoke()就是为了用来执行目标方法的,等同于静态代理中的

   //        向厂家发送订单,告诉厂家,我买了U盘,厂家发货
    //        发送给工厂,我需要的订单,返回报价
            float price = factory.sell(amount);

2.3.3 Proxy类

3）proxy类：核心的对象，创建代理对象。之前创建对象都是new类的构造方法（）
现在我们是使用proxy类的方法，代替new的使用。
方法：静态方法 newProxyInstance(）
作用是：创建代理对象，等同于静态代理中的TaoBao taoBao=new TaoBao()

我们来观察方法原型

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

参数:

1. ClassLoader loader 类加载器,负责向内存中加载对象的,使用反射机制获取对象的classLoader,

如何获取? 类 a, a.getCalss().getClassLoader(),目标对象的类加载器

这里我们细分:每一个类都继承Object类,在Object中有一个getClass方法,表示 类对象的运行时类的Class对象。 而Class类里面有一个public ClassLoader getClassLoader()方法

2. Class<?>[] interfaces: 接口,目标对象实现的接口,也是反射获取的
3. InvocationHandler h : 我们自己写的,代理类要完成的功能

返回值也就是代理对象

第四章 实现动态代理的步骤

1. 创建接口,定义目标类要完成的功能
2. 创建目标类实现接口
3. 创建InvocationHandler接口的实现类,在invoke方法中完成代理类的功能
   1. 调用目标方法
   2. 增强功能
4. 使用Proxy类的静态方法,创建代理对象,并把返回值转换成接口类型

第一步:创建接口,定义目标所需功能

public interface UsbSell {
    float sell(int amount);
}

第二步:创建目标类实现接口

public class UsbKingFactory implements UsbSell {
    @Override
    public float sell(int amount) {
        System.out.println("目标类中,执行了sell目标方法");
        return 85.02f;
        
    }
}

我们写了接口类,定义了功能,写了代理类,实现了接口功能,按照以前的操作,现在就需要写一个真正的代理类,创建对象.

第三步: 创建Invocationhandler实现类.在invoke()方法中完成代理类的对象

​ 1.调用目标的方法

​ 2.增强功能

public class MyHandle implements InvocationHandler {
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        return null;
    }
}

我们就在以前代理类的实现方法上进行修改

//之前的代理类
  public class TaoBao implements usbSell {
    //      声明 商家代理的厂家具体是谁
        private UsbKingFactory factory =new UsbKingFactory();

        @Override
    //    实现销售U盘功能
        public float sell(int amount) {
    //        向厂家发送订单,告诉厂家,我买了U盘,厂家发货
    //        发送给工厂,我需要的订单,返回报价
            float price = factory.sell(amount);
    //        商家需要加价也就是代理要增加价格
            price = price + 25;
    //在目标类的方法调用后,你做的其他功能,都是增强的意思
            System.out.println("淘宝再给你返回一个优惠券,或者红包");
    //        增加的价格
            return price;
        }
    }

调用目标的方法

//传入是谁的对象,就给谁创建代理
    public MyHandle(Object target) {
        this.target = target;
    }
invoke里面的设置
                Object res =null;
            //        向厂家发送订单,告诉厂家,我买了U盘,厂家发货
            //        发送给工厂,我需要的订单,返回报价
//            float price = factory.sell(amount);
            res = method.invoke(target,args);       //待执行目标方法,执行后返回值

第四步: 使用Proxy类的静态方法,创建代理对象,并把返回值转换成接口类型

创建一个MainShop类.

public class MainShop {
    public static void main(String[] args){ 
//            1.创建对象,使用Proxy
//            2.创建目标对象
        UsbSell factory = new UsbKingFactory();
//        3.创建Invocationhandler对象
        InvocationHandler myHandle = new MyHandle(factory);

//        4.创建代理对象
        UsbSell proxy = (UsbSell) Proxy.newProxyInstance(factory.getClass().getClassLoader(),
                factory.getClass().getInterfaces(),
                myHandle);
//        通过代理执行方法
        float price = proxy.sell(1);
        System.out.println("通过动态代理对象,调用方法:" +price);
    }
}

执行成功.和之前动态代理模式一样

第五 JDK动态代理执行流程

我们先复习一下,Proxy类,实现动态代理的流程,使用返回指定接口的代理类实例,

我们此时debug一下程序,在invok实现类中打一个断点

此时我们再观察,代理对象MyHandler里面的invoke方法的参数

第六章 静态代理项目中的应用

我们需要知道代理能做什么?

在不改变原来目标方法功能的前提下,可以在代理中增强自己的功能代码,程序开发中的意思,

比如:你所在的项目,有一个功能是其他人(公司其他部门,其他小组的人)写好的,你可以使用

//比如,同事开发一个GoNong类
GoNong.class ,
GoNong gn=new GoNong()
    //我们需要增加一个print方法

我们发现这个功能现在还存在缺点,不能完全满足我项目的需要,我需要在print()执行过后,需要自己再增加代理,使用什么方法那,肯定是代理,因为别人不会让我们看源文件

执行步骤:

1. 我们先建立一个接口功能,很简单的一个功能

public interface HelloService {
    /**
     * 打印报表,报表
     * @param name
     * @return
     */
    int print (String name);
}

2. 我们再加个接口实现类

public class GoNeng implements HelloService {
    @Override
    public int print(String name) {
        System.out.println("其他人写好的这个方法!");
        return 2;
    }
}

3. 我们如果相对上述功能进行修改,我们不可能直接去在原方法上进行修改

我们设置一个类来使用这个接口

public class MyApp {
    public static void main(String[] args){
        GoNeng gn = new GoNeng();
        int i = gn.print("nihao1");
        System.out.println("num" +i);

    }
}

问题是如果我们想修改这个功能改怎么办?在不修改源代码的基础上,我们可以创建一个代理类,来增强这个类方法,

4. 设置一个代理类实现功能的增强和代理

public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
    private Object target=null;

    public MyInvocationHandler(Object target) {
        this.target = target;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
//        调用目标方法,执行print()得到2
     Object res  =  method.invoke(target,args);  //返回为2的结果
        //我们可以把结果再乘以2
        if (res!=null)
        {
            Integer num  = (Integer) res;
            res = num*2; 
        }

            return null;
    }
}

5. 我们仍回到主方法里面进行测试

public class MyApp {
    public static void main(String[] args){
//        GoNeng gn = new GoNeng();
//        int i = gn.print("nihao1");
//        System.out.println("num" +i);
        GoNeng goNeng = new GoNeng();
        InvocationHandler handler = new MyInvocationHandler(goNeng);
        HelloService proxy = (HelloService) Proxy.newProxyInstance(goNeng.getClass().getClassLoader(), goNeng.getClass().getInterfaces(),
                handler);
        int num = proxy.print("市场");
        System.out.println("我们期望得到的 num =="+num);
    }
}

测试System.out.println("动态代理类参数接口"+goNeng.getClass().getInterfaces()[0].getName());

动态代理类参数接口com.rango.service.HelloService
其他人写好的这个方法!
我们期望得到的 num ==4

完结

动态代理,必须要有接口出现,如果没有,我们可以使用cglib实现