【AOP系列】自己动手模仿一个可以代理普通类的Proxy类(四)
【AOP系列】自己动手模仿一个可以代理普通类的Proxy类(四)
思路：
1.通过反射拿到一个类的Class对象。然后调用getMethods()方法。
2.拿到要代理的方法后，可以得到原方法的所有信息，如(方法访问标识符，方法返回值，方法名称，方法参数)
3.可以使用字符串的形式拼接出原来的方法，并在方法前和方法后加入自己的代码逻辑。
4.把拼接好的代理类写入到一个Java文件中。这样我们就生成了代理的类。(有点像代码生成器)
5.编译这个.java的文件。并生成对应的class文件。
6.使用类加载器加载生成的class类。并返回。此时的对象，在拼接的时候已经对原有方法进行了增强。
实现
InvocationHandler.java
public interface InvocationHandler {Object invoke(Method method, Object... args)throws Throwable;
}
注意，我们写的这个接口和JDK的区别，少了第一个参数Object target
Log.java
public class Log implements InvocationHandler {Object target;//要代理的对象public Log(Object obj){this.target=obj;}@Overridepublic Object invoke(Method method, Object[] args) throws Throwable {//打印方法名System.out.print(method.getName()+":");//打印参数for (Object object : args) {System.out.print(object);}//换行System.out.println();//调用原对象的方法Object o=method.invoke(target, args);//这里也可以在方法调用完之后插入一些逻辑return o;}}
写一个类实现上面的接口，并在invoke前添加输出语句。
由于自己写Proxy类的实现，需生成byte[]加载到内存，需要自己定义ClassLoder，so
MyClassLoader.java
public class MyClassLoader extends ClassLoader {//指定路径private String classPath;//构造函数public MyClassLoader(String classPath){this.classPath =classPath;}/*** 重写findClass方法* @param name 是我们这个类的全路径* @return* @throws ClassNotFoundException*/@Overrideprotected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {Class clazz = null;// 获取该class文件字节码数组byte[] classData = getData();if (classData != null) {// 将class的字节码数组转换成Class类的实例clazz = defineClass(name, classData, 0, classData.length);}return clazz;}/*** 将class文件转化为字节码数组* @return*/private byte[] getData() throws ClassNotFoundException {File file = new File(classPath);if (!file.exists())throw new ClassNotFoundException();FileInputStream inputStream = null;try {inputStream = new FileInputStream(file);ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream();byte[] buffer = new byte[1024];int size;while ((size = inputStream.read(buffer)) != -1) {outputStream.write(buffer, 0, size);}return outputStream.toByteArray();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}finally {try {inputStream.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}return null;}
}
最后是最重要的Proxy类
public class Proxy {//当前项目目录private static String userDir = System.getProperty("user.dir");//当前包private static String pack = Proxy.class.getPackage().getName();private static String packPath = pack.replace(".","/");//环境目录private static String envDir = "/src/main/java/";//当前包的绝对路径private static String currPackPath = userDir + envDir + packPath;// 所有代理类名的前缀(模拟JDK中的命名)private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy";// 下一个用于生成唯一代理类名的数字，用于生成代码类名 $Proxy + 自增号(模拟JDK中的命名)private static final AtomicLong nextUniqueClassNumber = new AtomicLong();// 在生成代码过程中，由于会生成大量参数，命名较为繁琐，使用(arg + 自增号)命名private static final AtomicLong nextUniqueArgsNumber = new AtomicLong();/*** 生成代码类(仅支持接口类型)** @param clazz 需要代理的接口类* @param handler 已经实现了InvocationHandler接口的实体类*/public static Object newProxyInstance(Class clazz, InvocationHandler handler) throws Exception {//换行String rt = "\r\n";//接口名称String interfaceName = clazz.getName();//生成代码类名 $Proxy + 自增号String className = proxyClassNamePrefix + nextUniqueClassNumber.getAndIncrement();//类所在包String packCode = "package " + pack + ";" + rt + rt;//导包代码String importMethod = "import java.lang.reflect.Method;" + rt + rt;//类的关系String relation = (clazz.isInterface() ? " implements " : " extends ") + interfaceName;
// String relation = clazz.isInterface() ? " implements " + interfaceName : " ";//class类定义代码String clazzCode = "public class " + className + relation + "{" + rt;//属性String fieldCode = " InvocationHandler handler;" + rt;//构造方法String constructorCode = " public " + className + "(InvocationHandler handler){" + rt;//构造方法内的代码String innerCode1 = " this.handler = handler;" + rt;//构造方法结束String right = " }" + rt;//拼接 前面的代码String header = packCode+ importMethod+ clazzCode+ rt+ fieldCode+ rt+ constructorCode+ innerCode1+ right+ rt;//用于拼接代理类的方法代码StringBuilder builder = new StringBuilder(header);//通过反射拿到代理类接口的所有方法Method[] methods = clazz.getMethods();//便利每一个方法，并代理每一个方法Stream.of(methods).forEach(method -> {//方法名String methodName = typeOf(method.getName());int modifier = method.getModifiers();if (Modifier.isNative(modifier)||Modifier.isFinal(modifier)) {//如果是Native方法则不代理。} else {//方法返回值类型String returnName = typeOf(method.getReturnType().getName());//方法参数列表Class<?>[] parameterTypes = method.getParameterTypes();//用于拼接形参列表String formalArgs = "";//用于拼接实参列表String realArgs = "";//用于拼接实参Class类型的字符串String realArgsClass = "";//便利参数列表，并拼接出上面三个参数for (int i = 0; i < parameterTypes.length; i++) {//参数类型String parameterTypeName = typeOf(parameterTypes[i].getName());//参数名 arg0,arg1,arg2,arg3 ...String argName = "arg" + nextUniqueArgsNumber.getAndIncrement();//形参 Object arg0,String arg1,Integer arg2 ...formalArgs += (parameterTypeName + " " + argName);realArgs += argName;realArgsClass += parameterTypeName + ".class";//如果不是最后一个都加上个"," 如果最后一个就不再添加","if (i != (parameterTypes.length - 1)) {formalArgs += ",";realArgs += ",";realArgsClass += ",";}}//如果参数长度为0，那么传nullString arg = parameterTypes.length > 0 ? realArgs : "new Object()";//拼接方法体代码String methodStr = clazz.isInterface() ? " @Override" + rt : "";methodStr += (" public " + returnName + " " + methodName + "(" + formalArgs + "){" + rt);methodStr += (" try{ " + rt);methodStr += (" Method method = " + interfaceName + ".class.getMethod(\"" + methodName + "\"");//根据参数长度，确定是否添加参数if (parameterTypes.length > 0) {methodStr += ("," + realArgsClass);}methodStr += (");" + rt);//返回值 如果为"void"，则生成没有返回值的方法调用if (returnName.equals("void")) {methodStr += (" handler.invoke(method," + arg + ");" + rt);} else {methodStr += (" return (" + returnName + ")handler.invoke(method," + arg + ");" + rt);}
// System.out.println(methodStr);//捕获所有异常，转换成RuntimeException异常methodStr += (" }catch (Throwable e){e.printStackTrace();throw new RuntimeException(e.getMessage());}" + rt + right + rt);//代理对象的一个方法代码拼接完成，与原有代码拼接在一起builder.append(methodStr);}});builder.append("}");//代理类的所有代码拼接完成String code = builder.toString();String javaFileName = userDir + envDir + packPath + "/" + className + ".java";File javaFile = new File(javaFileName);String classFileName = userDir + envDir + packPath + "/" + className + ".class";File classFile = new File(classFileName);//写入代码FileWriter fileWriter = new FileWriter(new File(javaFileName));fileWriter.write(code);fileWriter.close();//运行时编译器 编译代理类的Java源代码代码->class文件JavaCompiler javaCompiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();StandardJavaFileManager fileManager = javaCompiler.getStandardFileManager(null, null, null);Iterable<? extends JavaFileObject> javaFileObjects = fileManager.getJavaFileObjects(javaFileName);JavaCompiler.CompilationTask task = javaCompiler.getTask(null, fileManager, null, null, null, javaFileObjects);task.call();fileManager.close();//使用自定义ClassLoader加载Class类String packet = pack + "." + className;MyClassLoader myClassLoader = new MyClassLoader(classFileName);Class<?> targetProxy = myClassLoader.findClass(packet);//使用反射创建代理类对象Constructor constructor = targetProxy.getConstructor(InvocationHandler.class);Object object = constructor.newInstance(handler);//删除操作时生成的Java源代码和Class文件if (javaFile.exists()) javaFile.delete();
// if (classFile.exists())classFile.delete();return object;}public static String typeOf(String className) {//如果是数组类型，则转换if (className.startsWith("[")) {//如果是对象数组if (className.startsWith("[L"))return className.substring(2, className.length() - 1) + "[]";//如果是Java8种基础类型if (className.startsWith("[S"))return "short[]";if (className.startsWith("[B"))return "byte[]";if (className.startsWith("[C"))return "char[]";if (className.startsWith("I"))return "int[]";if (className.startsWith("[J"))return "long[]";if (className.startsWith("[F"))return "float[]";if (className.startsWith("[D"))return "double[]";if (className.startsWith("[Z"))return "boolean[]";}//否则普通类型，不做转换return className;}public static void main(String[] args) throws Exception {ArrayList list = (ArrayList) newProxyInstance(ArrayList.class,new Log(new ArrayList<>()));list.add("a");ArrayList arrayList = (ArrayList) newProxyInstance(ArrayList.class,new Log(new ArrayList<>()));arrayList.add("a");
// Integer integer = (Integer) newProxyInstance(Integer.class,new Log(new Integer(10)));
// integer.compareTo(5);}
}
OK写完了。代码有点长。写的有点乱了。没有整理，把很多东西都放在一个方法里了。
其实不难发现这里的实现方式，和JDK的还是有一些不一样的。
JDK是直接根据class文件的格式直接构造class类型的byte[],
由于Class文件结构较为复杂，
而这里则是先用字符串拼接一个Java文件，
再用JavaCompiler去编译这个java文件。生成一个class文件。
再通过MyClassLoader把这个生成好的class文件Load到内存。得到Class对象。
虽然实现方式不同，但是最终目的效果是差不多的。
运行结果
连ArrarList都能被代理了？？？
不是说JDK的Proxy代理只能代理接口吗。为啥ArrayList都能被代理了。
思考。
为啥$Proxy0一定要继承Proxy呢？
在代理类中，与Proxy有关的只有Proxy的变量protected InvocationHandler h;这个InvocationHandler实例的引用，在调用接口方法时实际调用的是super.h.invoke(this, method, args)， 如果仅仅为了这个变量，完全可以通过别的方法传过去。
既然我不知道为啥一定要继承这个Proxy。那我自己实现时我就不继承Proxy了。这样我生成的代理类就可以继承其他类了。既然可以继承其他类。那是不是就实现了对类的代理？
注意这两行代码。
String relation = (clazz.isInterface() ? " implements " : " extends ") + interfaceName;
//class类定义代码
String clazzCode = "public class " + className + relation + "{" + rt;
className我依然模仿了JDK的命名方式$Proxy+递增序号，而继承关系则是，根据接口的类型不同，选择是实现，还是继承。这样我的Proxy就可以 支持普通类的代理了。虽然看上去，上面已经实现了对List接口和ArrayList类的动态代理。但是真的就没问题吗？真的就可以代理所有的接口和类了吗?
注意Proxy类中的这一行代码
String relation = (clazz.isInterface() ? " implements " : " extends ") + interfaceName;
如果是接口用implements 否则是类则extends，下面我们使用上面的Proxy尝试去代理Integer类。
尝试代理Integer类。
他说Integer是被final修饰过的。就是说被final定义的类是无法代理的；
一个错误的思路
其实我们可以换个思路。既然不能被继承，那我们就不继承，只把原来类中的方法重新实现一遍不就好了吗？
生成代理类的时候直接不继承，而是把Integer类的所有方法实现一遍。反正都是动态生成的。
好的，那我们试试。把
String relation = (clazz.isInterface() ? " implements " : " extends ") + interfaceName;
注释掉，换成
String relation = clazz.isInterface() ? " implements " + interfaceName : " ";
这样的语义是：如果是接口的话就实现。如果不是接口的话，就不做任何处理，只是生成对应一模一样的方法。
再次运行
现在清楚了，虽然生成了一模一样的类，但是现在就不算代理了，因为两个类已经没啥联系了，所以生成的Proxy类当然不能转换成Integer了
思考
JDK为啥不能实现普通类的动态代理？
因为生成的代理类继承Proxy，(这是网上很多人给的答案)
但是$Proxy0为啥要继承Proxy呢?
或许$Proxy0也可以不继承Proxy其实也是不影响的。（学术浅薄，仅仅猜测）。-_-~
大佬们。在此对这个问题提出质疑。
JDK动态代理为什么不能代理类 作者:luoxn28
jdk的动态代理及为什么需要接口 作者:XyGoodCode
jdk的动态代理及为什么需要接口 作者:可爱马莲花
或许是JDK的设计者们是这样考虑的？？
因为无法知道被代理的类是否被final修饰了。如果被final修饰了，就实现不了代理。
而接口是不能被final关键字修饰的。
注意 接口中成员变量已默认是final了，而接口的定义和方法的定义是不能被final修饰的。
参考文章
java动态代理原理及解析 作者:简单世界
Java 动态代理机制分析及扩展 作者:王忠平和何平
JDK 动态代理分析 作者:沉木
博文🌱
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【AOP系列】CGlib代码跟读
问题清单⭐
什么是AOP？
什么是动态代理？
动态代理有哪些实现方式？
为啥要使用AOP？
JDK动态代理的原理是什么？
JDK动态代理为只能代理实现了接口的方法？
AOP的两种底层实现性能分析和比较？
应用场景🎉
AOP结合 stopwatch 写一个 请求时间的统计工具
AOP写一个登录拦截的功能
AOP写一个日志请求处理器
AOP简单模拟@Transactional的事务处理
此博文中的源代码都在这里 aopdemo
这里还有其他有意思的小demo GitHub
{"author": "大火yzs","title": "【AOP系列】自己动手实现一个JDK的Proxy类","tag": "AOP,List,JDK动态代理","createTime": "2020-03-23 1:35"
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