Java中如何动态创建接口的实现

有很多应用场景，用到了接口动态实现，下面举几个典型的应用：

1、mybatis / jpa 等orm框架，可以在接口上加注解进行开发，不需要编写实现类，运行时动态产生实现。

2、dubbo等分布式服务框架，消费者只需要引入接口就可以调用远程的实现，分析源代码，其实在消费端产生了接口的代理实现，再由代理调用远程接口。

3、spring aop 这是最典型的动态代理了。

创建接口的动态实现，有二种最常用的方式：JDK动态代理和CGLIB动态代理。

代理模式是一种常用的设计模式，其目的就是为其他对象提供一个代理以控制对某个真实对象的访问。

代理类负责为委托类预处理消息，过滤消息并转发消息，以及进行消息被委托类执行后的后续处理。

通过代理层这一中间层，有效的控制对于真实委托类对象的直接访问，同时可以实现自定义的控制策略（spring的AOP机制），设计上获得更大的灵活性。

下面用JDK动态代理加一点简单的代码来演示这个过程：

1、接口

package com.yhouse.modules.daos; public interface IUserDao { public String getUserName; }

2、创建代理

package
 com.yhouse.modules.daos; import java.lang.reflect.Proxy; /** * 创建代理 * 
@author clonen.cheng * */ public class Invoker { public Object 
getInstance(Class<?> cls){ MethodProxy invocationHandler = new 
MethodProxy; Object newProxyInstance = Proxy.newProxyInstance( 
cls.getClassLoader, new Class { cls }, invocationHandler); return 
(Object)newProxyInstance; } }

3、运行时调用接口的方法时的实现（这一过程也称为接口的方法实现）

package
 com.yhouse.modules.daos; import java.lang.reflect.InvocationHandler; 
import java.lang.reflect.Method; public class MethodProxy implements 
InvocationHandler { @Override public Object invoke(Object proxy, Method 
method, Object[] args) throws Throwable { //如果传进来是一个已实现的具体类（本次演示略过此逻辑) 
if (Object.class.equals(method.getDeclaringClass)) { try { return 
method.invoke(this, args); } catch (Throwable t) { t.printStackTrace; } 
//如果传进来的是一个接口（核心) } else { return run(method, args); } return null; } 
/** * 实现接口的核心方法 * @param method * @param args * @return */ public Object
 run(Method method,Object[] args){ //TODO //如远程http调用 //如远程方法调用（rmi) 
//.... return "method call success!"; } }

4、测试

package
 com.yhouse.modules.daos; public class ProxyTest { public static void 
main(String[] args) { IUserDao invoker=(IUserDao)new 
Invoker.getInstance(IUserDao.class); 
System.out.println(invoker.getUserName); } }

在这段测试代码中，并没有接口的任何实现，大家猜猜会是什么结果？控制台打印：

说明接口在调用时，把实现委托给了代理，最后具体要做的就是这个代理里面的处理：

在上面这段代码当中，可以看出，拿到了接口的method以及args，那么就可以做很多的事情，如根据方法名或者配合方法上面的注解来实现比较丰富的功能。

一个简单的例子只是用来说明这个原理，下面再举一个远程接口动态调用的例子来加深理解。

1、创建代理类和目标类需要实现共同的接口Service

package
 com.markliu.remote.service; /** * Service接口。代理类和被代理类抖需要实现该接口 */ public 
interface Service { public String getService(String name, int number); }

2、服务器端创建RemoteService类，实现了Service 接口。

package
 com.markliu.remote.serviceimpl; import 
com.markliu.remote.service.Service; /** * 服务器端目标业务类，被代理对象 */ public 
class RemoteService implements Service { @Override public String 
getService(String name, int number) { return name + ":" + number; } }

3、创建封装客户端请求和返回结果信息的Call类

为了便于按照面向对象的方式来处理客户端与服务器端的通信,可以把它们发送的信息用 Call 类来表示。一个 Call 对象表示客户端发起的一个远程调用,它包括调用的类名或接口名、方法名、方法参数类型、方法参数值和方法执行结果。

package
 com.markliu.local.bean; import java.io.Serializable; /** * 请求的javabean 
*/ public class Call implements Serializable{ private static final long 
serialVersionUID = 5386052199960133937L; private String className; // 
调用的类名或接口名 private String methodName; // 调用的方法名 private Class<?> 
paramTypes; // 方法参数类型 private Object params; // 调用方法时传入的参数值 /** * 
表示方法的执行结果 如果方法正常执行,则 result 为方法返回值, * 如果方法抛出异常,那么 result 为该异常。 */ 
private Object result; public Call {} public Call(String className, 
String methodName, Class<?>[] paramTypes, Object[] params) { 
this.className = className; this.methodName = methodName; 
this.paramTypes = paramTypes; this.params = params; } // 省略了get和set方法 }

4、创建动态代理模式中实际的业务处理类，实现了InvocationHandler 接口

package
 com.markliu.local.service; import java.lang.reflect.InvocationHandler; 
import java.lang.reflect.Method; import com.markliu.local.bean.Call; 
public class ServiceInvocationHandler implements InvocationHandler { 
private Class<?> classType; private String host; private Integer 
port; public Class<?> getClassType { return classType; } public 
ServiceInvocationHandler(Class<?> classType, String host, Integer 
port) { this.classType = classType; this.host = host; this.port = port; }
 @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] 
args) throws Throwable { // 封装请求信息 Call call = new 
Call(classType.getName, method.getName, method.getParameterTypes, args);
 // 创建链接 Connector connector = new Connector; connector.connect(host, 
port); // 发送请求 connector.sendCall(call); // 获取封装远程方法调用结果的对象 
connector.close; Object returnResult = call.getResult; return 
returnResult; } }

5、创建获取代理类的工厂RemoteServiceProxyFactory

package
 com.markliu.local.service; import java.lang.reflect.InvocationHandler; 
import java.lang.reflect.Proxy; /** * 动态创建RemoteService代理类的工厂 */ public 
class RemoteServiceProxyFactory { public static Object 
getRemoteServiceProxy(InvocationHandler h) { Class<?> classType = 
((ServiceInvocationHandler) h).getClassType; // 获取动态代理类 Object proxy = 
Proxy.newProxyInstance(classType.getClassLoader, new Class{classType}, 
h); return proxy; } }

6、创建底层Socket通信的Connector类，负责创建拦截、发送和接受Call对象

package
 com.markliu.local.service; // 省略import /** * 负责创建链接 */ public class 
Connector { private Socket linksocket; private InputStream in; private 
ObjectInputStream objIn; private OutputStream out; private 
ObjectOutputStream objOut; public Connector{} /** * 创建链接 */ public void 
connect(String host, Integer port) throws UnknownHostException, 
IOException { linksocket = new Socket(host, port); in = 
linksocket.getInputStream; out = linksocket.getOutputStream; objOut = 
new ObjectOutputStream(out); objIn = new ObjectInputStream(in); } /** * 
发送请求call对象 */ public void sendCall(Call call) throws IOException { 
objOut.writeObject(call); } /** * 获取请求对象 */ public Call receive throws 
ClassNotFoundException, IOException { return (Call) objIn.readObject; } 
/** * 简单处理关闭链接 */ public void close { try { linksocket.close; 
objIn.close; objOut.close; in.close; out.close; } catch (IOException e) {
 e.printStackTrace; } } }

7、创建远程服务器

package
 com.markliu.remote.main; // 省略import public class RemoteServer { 
private Service remoteService; public RemoteServer { remoteService = new
 RemoteService; } public static void main(String[] args) throws 
Exception { RemoteServer server = new RemoteServer; 
System.out.println("远程服务器启动......DONE!"); server.service; } public void 
service throws Exception { @SuppressWarnings("resource") ServerSocket 
serverSocket = new ServerSocket(8001); while (true) { Socket socket = 
serverSocket.accept; InputStream in = socket.getInputStream; 
ObjectInputStream objIn = new ObjectInputStream(in); OutputStream out = 
socket.getOutputStream; ObjectOutputStream objOut = new 
ObjectOutputStream(out); // 对象输入流读取请求的call对象 Call call = (Call) 
objIn.readObject; System.out.println("客户端发送的请求对象：" + call); call = 
getCallResult(call); // 发送处理的结果回客户端 objOut.writeObject(call); 
objIn.close; in.close; objOut.close; out.close; socket.close; } } /** * 
通过反射机制调用call中指定的类的方法，并将返回结果设置到原call对象中 */ private Call 
getCallResult(Call call) throws Exception { String className = 
call.getClassName; String methodName = call.getMethodName; Object params
 = call.getParams; Class<?> paramsTypes = call.getParamTypes; 
Class<?> classType = Class.forName(className); // 获取所要调用的方法 Method
 method = classType.getMethod(methodName, paramsTypes); Object result = 
method.invoke(remoteService, params); call.setResult(result); return 
call; } }

8、创建本地客户端

package
 com.markliu.local.main; import java.lang.reflect.InvocationHandler; 
import com.markliu.local.service.RemoteServiceProxyFactory; import 
com.markliu.local.service.ServiceInvocationHandler; import 
com.markliu.remote.service.Service; public class LocalClient { public 
static void main(String[] args) { String host = "127.0.0.1"; Integer 
port = 8001; Class<?> classType = 
com.markliu.remote.service.Service.class; InvocationHandler h = new 
ServiceInvocationHandler(classType, host, port); Service serviceProxy = 
(Service) RemoteServiceProxyFactory.getRemoteServiceProxy(h); String 
result = serviceProxy.getService("SunnyMarkLiu", 22); 
System.out.println("调用远程方法getService的结果：" + result); } }

控制台打印结果：

这个过程可以简单的归纳为：本地接口调用（客户端）--->本地接口代理实现（客户端）---->远程实现（服务器端)