java中動(dòng)態(tài)和靜態(tài)代理的原理是什么

今天就跟大家聊聊有關(guān)java中動(dòng)態(tài)和靜態(tài)代理的原理是什么，可能很多人都不太了解，為了讓大家更加了解，小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容，希望大家根據(jù)這篇文章可以有所收獲。

靜態(tài)代理
1、靜態(tài)代理

靜態(tài)代理：由程序員創(chuàng)建或特定工具自動(dòng)生成源代碼，也就是在編譯時(shí)就已經(jīng)將接口，被代理類，代理類等確定下來。在程序運(yùn)行之前，代理類的.class文件就已經(jīng)生成。

2、靜態(tài)代理簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)

根據(jù)上面代理模式的類圖，來寫一個(gè)簡(jiǎn)單的靜態(tài)代理的例子。我這兒舉一個(gè)比較粗糙的例子，假如一個(gè)班的同學(xué)要向老師交班費(fèi)，但是都是通過班長(zhǎng)把自己的錢轉(zhuǎn)交給老師。這里，班長(zhǎng)就是代理學(xué)生上交班費(fèi)，

班長(zhǎng)就是學(xué)生的代理。

首先，我們創(chuàng)建一個(gè)Person接口。這個(gè)接口就是學(xué)生（被代理類），和班長(zhǎng)（代理類）的公共接口，他們都有上交班費(fèi)的行為。這樣，學(xué)生上交班費(fèi)就可以讓班長(zhǎng)來代理執(zhí)行。

/**
* 創(chuàng)建Person接口
* @author ChenHao
*/
public interface Person {
//上交班費(fèi)
void giveMoney();
}

Student類實(shí)現(xiàn)Person接口。Student可以具體實(shí)施上交班費(fèi)的動(dòng)作。

public class Student implements Person {
private String name;
public Student(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void giveMoney() {
System.out.println(name + "上交班費(fèi)50元");
}
}

StudentsProxy類，這個(gè)類也實(shí)現(xiàn)了Person接口，但是還另外持有一個(gè)學(xué)生類對(duì)象，由于實(shí)現(xiàn)了Peson接口，同時(shí)持有一個(gè)學(xué)生對(duì)象，那么他可以代理學(xué)生類對(duì)象執(zhí)行上交班費(fèi)（執(zhí)行g(shù)iveMoney()方法）行為。

/**
* 學(xué)生代理類，也實(shí)現(xiàn)了Person接口，保存一個(gè)學(xué)生實(shí)體，這樣既可以代理學(xué)生產(chǎn)生行為
* @author ChenHao
*
*/
public class StudentsProxy implements Person{
//被代理的學(xué)生
Student stu;
public StudentsProxy(Student stu) {
this.stu = stu;
}
//代理上交班費(fèi)，調(diào)用被代理學(xué)生的上交班費(fèi)行為
public void giveMoney() {
stu.giveMoney();
}
}

下面測(cè)試一下，看如何使用代理模式：

public class StaticProxyTest {
public static void main(String[] args) {
//被代理的學(xué)生張三，他的班費(fèi)上交有代理對(duì)象monitor（班長(zhǎng)）完成
Student zhangsan = new Student("張三");
//生成代理對(duì)象，并將張三傳給代理對(duì)象
Person monitor = new StudentsProxy(zhangsan);
//班長(zhǎng)代理上交班費(fèi)
monitor.giveMoney();
}
}

運(yùn)行結(jié)果：

這里并沒有直接通過張三（被代理對(duì)象）來執(zhí)行上交班費(fèi)的行為，而是通過班長(zhǎng)（代理對(duì)象）來代理執(zhí)行了。這就是代理模式。

代理模式最主要的就是有一個(gè)公共接口（Person），一個(gè)具體的類（Student），一個(gè)代理類（StudentsProxy）,代理類持有具體類的實(shí)例，代為執(zhí)行具體類實(shí)例方法。上面說到，代理模式就是在訪問實(shí)際對(duì)象時(shí)引入一定程度的間接性，因?yàn)檫@種間接性，可以附加多種用途。這里的間接性就是指不直接調(diào)用實(shí)際對(duì)象的方法，那么我們?cè)诖磉^程中就可以加上一些其他用途。就這個(gè)例子來說，加入班長(zhǎng)在幫張三上交班費(fèi)之前想要先反映一下張三最近學(xué)習(xí)有很大進(jìn)步，通過代理模式很輕松就能辦到：

這里并沒有直接通過張三（被代理對(duì)象）來執(zhí)行上交班費(fèi)的行為，而是通過班長(zhǎng)（代理對(duì)象）來代理執(zhí)行了。這就是代理模式。

代理模式最主要的就是有一個(gè)公共接口（Person），一個(gè)具體的類（Student），一個(gè)代理類（StudentsProxy）,代理類持有具體類的實(shí)例，代為執(zhí)行具體類實(shí)例方法。上面說到，代理模式就是在訪問實(shí)際對(duì)象時(shí)引入一定程度的間接性，因?yàn)檫@種間接性，可以附加多種用途。這里的間接性就是指不直接調(diào)用實(shí)際對(duì)象的方法，那么我們?cè)诖磉^程中就可以加上一些其他用途。就這個(gè)例子來說，加入班長(zhǎng)在幫張三上交班費(fèi)之前想要先反映一下張三最近學(xué)習(xí)有很大進(jìn)步，通過代理模式很輕松就能辦到：

/**
* 學(xué)生代理類，也實(shí)現(xiàn)了Person接口，保存一個(gè)學(xué)生實(shí)體，這樣既可以代理學(xué)生產(chǎn)生行為
* @author ChenHao
*
*/
public class StudentsProxy implements Person{
//被代理的學(xué)生
Student stu;
public StudentsProxy(Student stu) {
this.stu = stu;
}
//代理上交班費(fèi)，調(diào)用被代理學(xué)生的上交班費(fèi)行為
public void giveMoney() {
System.out.println("張三最近學(xué)習(xí)有進(jìn)步！");
stu.giveMoney();
}
}

模式優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

1、代理模式能夠協(xié)調(diào)調(diào)用者和被調(diào)用者，在一定程度上降低了系統(tǒng)的耦合度。

2、代理對(duì)象可以在客戶端和目標(biāo)對(duì)象之間起到中介的作用，這樣起到了的作用和保護(hù)了目標(biāo)對(duì)象的

缺點(diǎn)

1、由于在客戶端和真實(shí)主題之間增加了代理對(duì)象，因此有些類型的代理模式可能會(huì)造成請(qǐng)求的處理速度變慢。
2、實(shí)現(xiàn)代理模式需要額外的工作，有些代理模式的實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜。

動(dòng)態(tài)代理

1.動(dòng)態(tài)代理

前面介紹了靜態(tài)代理，雖然靜態(tài)代理模式很好用，但是靜態(tài)代理還是存在一些局限性的，比如使用靜態(tài)代理模式需要程序員手寫很多代碼，這個(gè)過程是比較浪費(fèi)時(shí)間和精力的。一旦需要代理的類中方法比較多，或者需要同時(shí)代理多個(gè)對(duì)象的時(shí)候，這無疑會(huì)增加很大的復(fù)雜度。

代理類在程序運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建的代理方式被成為動(dòng)態(tài)代理。 我們上面靜態(tài)代理的例子中，代理類(studentProxy)是自己定義好的，在程序運(yùn)行之前就已經(jīng)編譯完成。然而動(dòng)態(tài)代理，代理類并不是在Java代碼中定義的，而是在運(yùn)行時(shí)根據(jù)我們?cè)贘ava代碼中的“指示”動(dòng)態(tài)生成的。相比于靜態(tài)代理， 動(dòng)態(tài)代理的優(yōu)勢(shì)在于可以很方便的對(duì)代理類的函數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一的處理，而不用修改每個(gè)代理類中的方法。

2、動(dòng)態(tài)代理簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)

在java的java.lang.reflect包下提供了一個(gè)Proxy類和一個(gè)InvocationHandler接口，通過這個(gè)類和這個(gè)接口可以生成JDK動(dòng)態(tài)代理類和動(dòng)態(tài)代理對(duì)象。

public class DynamicProxyTest {
interface IHello {
void sayHello();
}
static class Hello implements IHello {
@Override
public void sayHello() {
System.out.println("hello world");
}
}
static class DynamicProxy implements InvocationHandler {
Object originalObj;
Object bind(Object originalObj) {
this.originalObj = originalObj;
return Proxy.newProxyInstance(originalObj.getClass().getClassLoader(), originalObj.getClass().getInterfaces(), this);
}
/**
*Object proxy是代理的對(duì)象, Method method是真實(shí)對(duì)象中調(diào)用方法的Method類, Object[] args是真實(shí)對(duì)象中調(diào)用方法的參數(shù)
*/
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println("welcome");
return method.invoke(originalObj, args);
}
}
public static void main(String[] args) {
IHello hello = (IHello) new DynamicProxy().bind(new Hello());
hello.sayHello();
}
}

運(yùn)行結(jié)果如下:

welcome 
hello world

動(dòng)態(tài)代理原理分析

上面說到，動(dòng)態(tài)代理的優(yōu)勢(shì)在于可以很方便的對(duì)代理類的函數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一的處理，而不用修改每個(gè)代理類中的方法。是因?yàn)樗斜淮韴?zhí)行的方法，都是通過在InvocationHandler中的invoke方法調(diào)用的，所以我們只要在invoke方法中統(tǒng)一處理，就可以對(duì)所有被代理的方法進(jìn)行相同的操作了。上述代碼里,唯一的“黑厘子”就是Proxy.newProxyInstance()方法,除此之外再?zèng)]有任何特殊之處。

在JDK動(dòng)態(tài)代理中涉及如下角色：

業(yè)務(wù)接口Interface、業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)類target、業(yè)務(wù)處理類Handler、JVM在內(nèi)存中生成的動(dòng)態(tài)代理類$Proxy0

動(dòng)態(tài)代理原理圖：

說白了，動(dòng)態(tài)代理的過程是這樣的：

1.Proxy通過傳遞給它的參數(shù)（interfaces/invocationHandler）生成代理類$Proxy0；

2.Proxy通過傳遞給它的參數(shù)（ClassLoader）來加載生成的代理類$Proxy0的字節(jié)碼文件；

動(dòng)態(tài)代理的關(guān)鍵代碼就是Proxy.newProxyInstance(classLoader, interfaces, handler)，我們跟進(jìn)源代碼看看

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h) throws IllegalArgumentException {
　　// handler不能為空
if (h == null) {
throw new NullPointerException();
}
final Class<?>[] intfs = interfaces.clone();
final SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
if (sm != null) {
checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs);
}
/*
* Look up or generate the designated proxy class.
*/
　　// 通過loader和接口，得到代理的Class對(duì)象
Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);

/*
* Invoke its constructor with the designated invocation handler.
*/
try {
final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams);
final InvocationHandler ih = h;
if (sm != null && ProxyAccessHelper.needsNewInstanceCheck(cl)) {
// create proxy instance with doPrivilege as the proxy class may
// implement non-public interfaces that requires a special permission
return AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Object>() {
public Object run() {
return newInstance(cons, ih);
}
});
} else {
　　　　　　　// 創(chuàng)建代理對(duì)象的實(shí)例
return newInstance(cons, ih);
}
} catch (NoSuchMethodException e) {
throw new InternalError(e.toString());
}
}

我們看一下newInstance方法的源代碼：

private static Object newInstance(Constructor<?> cons, InvocationHandler h) {
try {
return cons.newInstance(new Object[] {h} );
} catch (IllegalAccessException | InstantiationException e) {
throw new InternalError(e.toString());
} catch (InvocationTargetException e) {
Throwable t = e.getCause();
if (t instanceof RuntimeException) {
throw (RuntimeException) t;
} else {
throw new InternalError(t.toString());
}
}
}

講解完了代理類的生成源碼，我們一定想要看看代理類的代碼是什么樣的，下面提供一個(gè)生成代理類的方法供大家使用:

/**
* 代理類的生成工具 
* @author ChenHao
* @since 2019-4-2 
*/
public class ProxyGeneratorUtils {
/**
* 把代理類的字節(jié)碼寫到硬盤上 
* @param path 保存路徑 
*/
public static void writeProxyClassToHardDisk(String path) {
// 第一種方法
// System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", true); 
// 第二種方法 
// 獲取代理類的字節(jié)碼 
byte[] classFile = ProxyGenerator.generateProxyClass("$Proxy11", UserServiceImpl.class.getInterfaces());
FileOutputStream out = null;
try {
out = new FileOutputStream(path);
out.write(classFile);
out.flush();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
out.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public static void main(String[] args) {
ProxyGeneratorUtils.writeProxyClassToHardDisk("C:/x/$Proxy11.class");
}
}

此時(shí)就會(huì)在指定的C盤x文件夾下生成代理類的.class文件，我們看下反編譯后的結(jié)果：

package org.fenixsoft.bytecode;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException;
public final class $Proxy0 extends Proxy
implements DynamicProxyTest.IHello
{
private static Method m3;
private static Method m1;
private static Method m0;
private static Method m2;
/**
*注意這里是生成代理類的構(gòu)造方法，方法參數(shù)為InvocationHandler類型，看到這，是不是就有點(diǎn)明白
*super(paramInvocationHandler)，是調(diào)用父類Proxy的構(gòu)造方法。
*父類持有：protected InvocationHandler h;
*Proxy構(gòu)造方法：
* protected Proxy(InvocationHandler h) {
* Objects.requireNonNull(h);
* this.h = h;
* }
*
*/
public $Proxy0(InvocationHandler paramInvocationHandler)
throws 
{
super(paramInvocationHandler);
}
/**
* 
*這里調(diào)用代理對(duì)象的sayHello方法，直接就調(diào)用了InvocationHandler中的invoke方法，并把m3傳了進(jìn)去。
*this.h.invoke(this, m3, null); this.h就是父類Proxy中保存的InvocationHandler實(shí)例變量
*來，再想想，代理對(duì)象持有一個(gè)InvocationHandler對(duì)象，InvocationHandler對(duì)象持有一個(gè)被代理的對(duì)象，
*再聯(lián)系到InvacationHandler中的invoke方法。嗯，就是這樣。
*/
public final void sayHello()
throws 
{
try
{
this.h.invoke(this, m3, null);
return;
}
catch (RuntimeException localRuntimeException)
{
throw localRuntimeException;
}
catch (Throwable localThrowable)
{
throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
}
// 此處由于版面原因，省略equals()、hashCode()、toString()三個(gè)方法的代碼
// 這3個(gè)方法的內(nèi)容與sayHello()非常相似。
static
{
try
{
m3 = Class.forName("org.fenixsoft.bytecode.DynamicProxyTest$IHello").getMethod("sayHello", new Class[0]);
m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] { Class.forName("java.lang.Object") });
m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);
m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);
return;
}
catch (NoSuchMethodException localNoSuchMethodException)
{
throw new NoSuchMethodError(localNoSuchMethodException.getMessage());
}
catch (ClassNotFoundException localClassNotFoundException)
{
throw new NoClassDefFoundError(localClassNotFoundException.getMessage());
}
}
}

看完上述內(nèi)容，你們對(duì)java中動(dòng)態(tài)和靜態(tài)代理的原理是什么有進(jìn)一步的了解嗎？如果還想了解更多知識(shí)或者相關(guān)內(nèi)容，請(qǐng)關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，感謝大家的支持。