深入理解JDK动态代理

代理模式的目的是在不修改原有类方法设计的基础上，对方法行为进行增强。

为了好理解，举个实际场景，我们业务场景中经常有限流的需求，常规操作是在需要限流的接口代码前加入调用次数判断的代码，但是这样每个需要限流的方法都需要加，工作量大不说，一方面不好维护，不能很清晰的知道每个接口限流值，另一方面，限流代码和业务代码堆叠在一起，也影响代码阅读。解法是做一套统一限流，一般好点的会有专门的接口限流平台，配置对应的接口名，设置限流值，直接就可以限流，实现方式就可以用动态代理。不修改原接口的实现，对接口进行增强。

动态代理的优势是实现无侵入式的代码扩展，做方法的增强;让你可以在不用修改源码的情况下，增强一些方法;在方法的前后你可以做你任何想做的事情(甚至不去执行这个方法就可以)。

静态代理

既然有动态，那一定有静态，说下区别吧，

静态：最大的区别是静态是编译期就决定了，在程序运行之前，代理类的.class文件已经存在了。被代理类是什么，代理类实现方式。

举个栗子：

我现在有个接口，是把Json字符串解析成Object 对象，接口如下：

public interface IProvider { 
    
  Object getData(String json); 
   
} 

接口的实现类如下：

public class SimpleProvider implements IProvider { 
    @Override 
    public Object getData(String json) { 
        //解析json 拿到数据 
        return parseJson(json); 
    } 

那现在有个需求，需要对 getData 方法做限流，指定用静态代理的方式。

需要很简单，我就直接贴了：

public class ProviderProxy implements IProvider{ 
 
    //持有一个被代理对象的引用（在这里是SimpleProvider） 
    IProvider iProvider; 
 
    public StaticProviderProxy(IProvider iProvider){ 
        this.iProvider = iProvider; 
    } 
 
    @Override 
    public Object getData(String json) { 
        //做限流检查 
        if(callSpeed > flowLimt) { 
          //流量超限 
           throw FlowLimitException(); 
        } 
        Object object = iProvider.getData(json); 
        return object; 
    } 
} 
//main  
public static void main(String[] args) { 
  IProvider provider = new ProviderProxy(new SimpleProvider()); 
    provider.getData("{\"data\":{}}"); 
} 

这就是静态代理，代理类(ProviderProxy)实现和需要做方法增强的被代理类(SimpleProvider)实现同一个接口(IProvider)，方法具体实现上做增强，这里是限流检查。

动态代理

Java 动态代理

• 动态代理类：在程序运行时，通过反射机制动态生成。
• 动态代理类通常代理接口下的所有类。静态一般指定某个类代理。
• 动态代理事先不知道要代理的是什么，只有在运行的时候才能确定。静态是编译期确定的。

还是以IProvider 接口为例，同样是要对 SimpleProvider 做增强，如下：

public class ProviderHandler implements InvocationHandler { 
    Object target; 
 
    public Object bind(Object target){ 
        this.target = target; 
        //这里生成了代理对象 
        return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), 
                target.getClass().getInterfaces(), this); 
    } 
 
    @Override 
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { 
        //限流 
        flowLimit(args); 
        Object obj = method.invoke(target, args); 
        //打印日志 
        logger.info("print log..."); 
        return obj; 
    } 
} 
//main 
public static void main(String[] args) { 
   ProviderHandler providerHandler = new ProviderHandler(); 
   IProvider iProvider = (IProvider) providerHandler.bind(new SimpleProvider()); 
   iProvider.getData("weibo.data"); 
} 

这里有三个对象：

SimpleProvider 对象 , 我们称之为被代理对象

ProviderHandler 对象,我们称之为执行者对象

Proxy对象 (通过在ProviderHandler bind方法中使用Proxy.newProxyInstance生成的对象) 我们称之为代理对象

这三个对象是什么关系呢?

Proxy是真正的代理类，SimpleProvider是被代理类，ProviderHandler是执行方法增强的执行者。

我们是为了增强SimpleProvider (被代理对象)的getData方法，就Proxy对象来代理被代理对象的执行，Proxy不亲自来做这件事，而是交给执行者对象ProviderHandler 来实现增加的目录，执行调用前的限流校验。

实际怎么实现的呢?

newProxyInstance源码

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, 
                                          Class<?>[] interfaces, 
                                          InvocationHandler h) 
        throws IllegalArgumentException 
    { 
        //对 Invocationhandler做判空处理 
        Objects.requireNonNull(h); 
        //复制[IProvider接口] 
        final Class<?>[] intfs = interfaces.clone(); 
 
       //根据IProvider的类加载器IProvider接口生成了Proxy类,关键：根据类加载器和接口对象在JVM缓存中生成一个类对象 
        Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs); 
        //获取构造器 
        final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams); 
        //保存InvocationHandler的引用 
        final InvocationHandler ih = h; 
        //通过构造器实例化Proxy代理对象 
        return cons.newInstance(new Object[]{h}); 
    } 

代码注释写的很清晰。

可能这个地方大家都会疑惑，生成的Proxy对象是怎样调用执行者的invoke函数的。

这个地方通过这段代码将Proxy0的class字节码输出到文件。

byte[] classFile = ProxyGenerator.generateProxyClass("$Proxy0", WeiboProvider.class.getInterfaces()); 
String path = "C:**/IdeaProjects/study/out/production/study/SimpleProxy.class"; 
try(FileOutputStream fos = new FileOutputStream(path)) { 
    fos.write(classFile); 
    fos.flush(); 
    System.out.println("代理类class文件写入成功"); 
   } catch (Exception e) { 
     System.out.println("写文件错误"); 
 } 

反编译Proxy0如下：

//Proxy0 是动态生成的类，继承自Proxy，实现了IProvider接口 
public final class $Proxy0 extends Proxy implements IProvider { 
    private static Method m1; 
    private static Method m2; 
    private static Method m3; 
    private static Method m0; 
 
    public $Proxy0(InvocationHandler var1) throws  { 
        super(var1); 
    } 
 
    public final boolean equals(Object var1) throws  { 
        try { 
            return ((Boolean)super.h.invoke(this, m1, new Object[]{var1})).booleanValue(); 
        } catch (RuntimeException | Error var3) { 
            throw var3; 
        } catch (Throwable var4) { 
            throw new UndeclaredThrowableException(var4); 
        } 
    } 
 
    public final String toString() throws  { 
        try { 
            return (String)super.h.invoke(this, m2, (Object[])null); 
        } catch (RuntimeException | Error var2) { 
            throw var2; 
        } catch (Throwable var3) { 
            throw new UndeclaredThrowableException(var3); 
        } 
    } 
 
    public final String getData(String var1) throws  { 
        try { 
            //m3就是IProvider 接口的getData方法  
            //super.h 是父类java.lang.reflect.Proxy的属性 InvocationHandler 
            return (String)super.h.invoke(this, m3, new Object[]{var1}); 
        } catch (RuntimeException | Error var3) { 
            throw var3; 
        } catch (Throwable var4) { 
            throw new UndeclaredThrowableException(var4); 
        } 
    } 
 
    public final int hashCode() throws  { 
        try { 
            return ((Integer)super.h.invoke(this, m0, (Object[])null)).intValue(); 
        } catch (RuntimeException | Error var2) { 
            throw var2; 
        } catch (Throwable var3) { 
            throw new UndeclaredThrowableException(var3); 
        } 
    } 
 
    static { 
        try { 
            m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[]{Class.forName("java.lang.Object")}); 
            m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]); 
            //m3就是IProvider 接口的getData方法 
            m3 = Class.forName("aop.IProvider").getMethod("getData", new Class[]{Class.forName("java.lang.String")}); 
            m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]); 
        } catch (NoSuchMethodException var2) { 
            throw new NoSuchMethodError(var2.getMessage()); 
        } catch (ClassNotFoundException var3) { 
            throw new NoClassDefFoundError(var3.getMessage()); 
        } 
    } 
} 

重点在 return (String)super.h.invoke(this, m3, new Object[]{var1});代码。

$Proxy0继承Proxy类，实现了IProvider接口，所以也有getData()函数，而getData函数调用的是执行者InvocationHandler的invoke方法，m3是通过反射拿到的Method对象，所以看getData调用invoke传递的。三个参数，第一个是Proxy对象，第二个是getData方法对象，第三个是参数。

总结一下：

• 动态代理的本质就是，生成一个继承自Proxy，实现被代理接口(IProvider)的类 - Proxy0。
• Proxy0 持有InvocationHandler实例，InvocationHandler 持有SimpleProvider实例。Proxy0调用接口 getData方法时，先传递给InvocationHandler，InvocationHandler再传递给SimpleProvider实例。

动态代理实际上就是帮我们在JVM内存中直接重新生成了代理类class和对应类对象，然后通过执行者InvocationHandler调用被代理对象SimpleProvider。

Spring AOP中的代理

Spring代理其实是对JDK动态代理和CGLIB代理进行了封装，并且引入了AOP的概念，同时引入了AspectJ中的一些注解：@pointCut @After 等。

public AopProxy createAopProxy(AdvisedSupport config) throws AopConfigException { 
           if (config.isOptimize() || config.isProxyTargetClass() || hasNoUserSuppliedProxyInterfaces(config)) { 
   Class<?> targetClass = config.getTargetClass(); 
   if (targetClass == null) { 
    throw new AopConfigException("TargetSource cannot determine target class: " + 
      "Either an interface or a target is required for proxy creation."); 
   } 
      // 如果是接口，使用jdk代理  
   if (targetClass.isInterface() || Proxy.isProxyClass(targetClass)) { 
    return new JdkDynamicAopProxy(config); 
   } 
      //否则使用cglib 
   return new ObjenesisCglibAopProxy(config); 
  } 
  else { 
   return new JdkDynamicAopProxy(config); 
  } 
 }