關於java的動態機制（關於java的動態機制有哪些）

本文目錄一覽：

• 1、如何使用Proxy模式及Java內建的動態代理機制
• 2、java反射機制詳解
• 3、JAVA動態代理設計原理及如何實現

如何使用Proxy模式及Java內建的動態代理機制

在學習Spring的時候，我們知道Spring主要有兩大思想，一個是IoC，另一個就是AOP，對於IoC，依賴注入就不用多說了，而對於Spring的核心AOP來說，我們不但要知道怎麼通過AOP來滿足的我們的功能，我們更需要學習的是其底層是怎麼樣的一個原理，而AOP的原理就是java的動態代理機制，所以本篇隨筆就是對java的動態機制進行一個回顧。

在java的動態代理機制中，有兩個重要的類或接口，一個是 InvocationHandler(Interface)、另一個則是 Proxy(Class)，這一個類和接口是實現我們動態代理所必須用到的。首先我們先來看看java的API幫助文檔是怎麼樣對這兩個類進行描述的：

InvocationHandler:

InvocationHandler is the interface implemented by the invocation handler of a proxy instance.

Each proxy instance has an associated invocation handler. When a method is invoked on a proxy instance, the method invocation is encoded and dispatched to the invoke method of its invocation handler.

每一個動態代理類都必須要實現InvocationHandler這個接口，並且每個代理類的實例都關聯到了一個handler，當我們通過代理對象調用一個方法的時候，這個方法的調用就會被轉發為由InvocationHandler這個接口的 invoke 方法來進行調用。我們來看看InvocationHandler這個接口的唯一一個方法 invoke 方法：

Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable

我們看到這個方法一共接受三個參數，那麼這三個參數分別代表什麼呢？

Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable

proxy:指代我們所代理的那個真實對象

method:指代的是我們所要調用真實對象的某個方法的Method對象

args:指代的是調用真實對象某個方法時接受的參數

如果不是很明白，等下通過一個實例會對這幾個參數進行更深的講解。

接下來我們來看看Proxy這個類：

Proxy provides static methods for creating dynamic proxy classes and instances, and it is also the superclass of all dynamic proxy classes created by those methods.

Proxy這個類的作用就是用來動態創建一個代理對象的類，它提供了許多的方法，但是我們用的最多的就是 newProxyInstance 這個方法：

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

Returns an instance of a proxy class for the specified interfaces that dispatches method invocations to the specified invocation handler.

這個方法的作用就是得到一個動態的代理對象，其接收三個參數，我們來看看這三個參數所代表的含義：

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

loader:一個ClassLoader對象，定義了由哪個ClassLoader對象來對生成的代理對象進行加載

interfaces:一個Interface對象的數組，表示的是我將要給我需要代理的對象提供一組什麼接口，如果我提供了一組接口給它，那麼這個代理對象就宣稱實現了該接口(多態)，這樣我就能調用這組接口中的方法了

h:一個InvocationHandler對象，表示的是當我這個動態代理對象在調用方法的時候，會關聯到哪一個InvocationHandler對象上

好了，在介紹完這兩個接口(類)以後，我們來通過一個實例來看看我們的動態代理模式是什麼樣的：

首先我們定義了一個Subject類型的接口，為其聲明了兩個方法：

public interface Subject

{

public void rent();

public void hello(String str);

}

接着，定義了一個類來實現這個接口，這個類就是我們的真實對象，RealSubject類：

public class RealSubject implements Subject

{

@Override

public void rent()

{

System.out.println(“I want to rent my house”);

}

@Override

public void hello(String str)

{

System.out.println(“hello: ” + str);

}

}

下一步，我們就要定義一個動態代理類了，前面說個，每一個動態代理類都必須要實現 InvocationHandler 這個接口，因此我們這個動態代理類也不例外：

public class DynamicProxy implements InvocationHandler

{

//　這個就是我們要代理的真實對象

private Object subject;

// 構造方法，給我們要代理的真實對象賦初值

public DynamicProxy(Object subject)

{

this.subject = subject;

}

@Override

public Object invoke(Object object, Method method, Object[] args)

throws Throwable

{

//在代理真實對象前我們可以添加一些自己的操作

System.out.println(“before rent house”);

System.out.println(“Method:” + method);

// 當代理對象調用真實對象的方法時，其會自動的跳轉到代理對象關聯的handler對象的invoke方法來進行調用

method.invoke(subject, args);

//在代理真實對象後我們也可以添加一些自己的操作

System.out.println(“after rent house”);

return null;

}

}

最後，來看看我們的Client類：

public class Client

{

public static void main(String[] args)

{

// 我們要代理的真實對象

Subject realSubject = new RealSubject();

// 我們要代理哪個真實對象，就將該對象傳進去，最後是通過該真實對象來調用其方法的

InvocationHandler handler = new DynamicProxy(realSubject);

/*

* 通過Proxy的newProxyInstance方法來創建我們的代理對象，我們來看看其三個參數

* 第一個參數 handler.getClass().getClassLoader() ，我們這裡使用handler這個類的ClassLoader對象來加載我們的代理對象

* 第二個參數realSubject.getClass().getInterfaces()，我們這裡為代理對象提供的接口是真實對象所實行的接口，表示我要代理的是該真實對象，這樣我就能調用這組接口中的方法了

* 第三個參數handler， 我們這裡將這個代理對象關聯到了上方的 InvocationHandler 這個對象上

*/

Subject subject = (Subject)Proxy.newProxyInstance(handler.getClass().getClassLoader(), realSubject

.getClass().getInterfaces(), handler);

System.out.println(subject.getClass().getName());

subject.rent();

subject.hello(“world”);

}

}

我們先來看看控制台的輸出：

$Proxy0

before rent house

Method:public abstract void com.xiaoluo.dynamicproxy.Subject.rent()

I want to rent my house

after rent house

before rent house

Method:public abstract void com.xiaoluo.dynamicproxy.Subject.hello(java.lang.String)

hello: world

after rent house

我們首先來看看 $Proxy0 這東西，我們看到，這個東西是由 System.out.println(subject.getClass().getName()); 這條語句打印出來的，那麼為什麼我們返回的這個代理對象的類名是這樣的呢？

Subject subject = (Subject)Proxy.newProxyInstance(handler.getClass().getClassLoader(), realSubject

.getClass().getInterfaces(), handler);

可能我以為返回的這個代理對象會是Subject類型的對象，或者是InvocationHandler的對象，結果卻不是，首先我們解釋一下為什麼我們這裡可以將其轉化為Subject類型的對象？原因就是在newProxyInstance這個方法的第二個參數上，我們給這個代理對象提供了一組什麼接口，那麼我這個代理對象就會實現了這組接口，這個時候我們當然可以將這個代理對象強制類型轉化為這組接口中的任意一個，因為這裡的接口是Subject類型，所以就可以將其轉化為Subject類型了。

同時我們一定要記住，通過 Proxy.newProxyInstance 創建的代理對象是在jvm運行時動態生成的一個對象，它並不是我們的InvocationHandler類型，也不是我們定義的那組接口的類型，而是在運行是動態生成的一個對象，並且命名方式都是這樣的形式，以$開頭，proxy為中，最後一個數字表示對象的標號。

接着我們來看看這兩句

subject.rent();

subject.hello(“world”);

這裡是通過代理對象來調用實現的那種接口中的方法，這個時候程序就會跳轉到由這個代理對象關聯到的 handler 中的invoke方法去執行，而我們的這個 handler 對象又接受了一個 RealSubject類型的參數，表示我要代理的就是這個真實對象，所以此時就會調用 handler 中的invoke方法去執行：

public Object invoke(Object object, Method method, Object[] args)

throws Throwable

{

//在代理真實對象前我們可以添加一些自己的操作

System.out.println(“before rent house”);

System.out.println(“Method:” + method);

// 當代理對象調用真實對象的方法時，其會自動的跳轉到代理對象關聯的handler對象的invoke方法來進行調用

method.invoke(subject, args);

//在代理真實對象後我們也可以添加一些自己的操作

System.out.println(“after rent house”);

return null;

}

我們看到，在真正通過代理對象來調用真實對象的方法的時候，我們可以在該方法前後添加自己的一些操作，同時我們看到我們的這個 method 對象是這樣的：

public abstract void com.xiaoluo.dynamicproxy.Subject.rent()

public abstract void com.xiaoluo.dynamicproxy.Subject.hello(java.lang.String)

正好就是我們的Subject接口中的兩個方法，這也就證明了當我通過代理對象來調用方法的時候，起實際就是委託由其關聯到的 handler 對象的invoke方法中來調用，並不是自己來真實調用，而是通過代理的方式來調用的。

這就是我們的java動態代理機制

java反射機制詳解

反射就是把Java的各種成分映射成相應的Java類。

Class類的構造方法是private，由JVM創建。

反射是java語言的一個特性，它允程序在運行時（注意不是編譯的時候）來進行自我檢查並且對內部的成員進行操作。例如它允許一個java的類獲取他所有的成員變量和方法並且顯示出來。Java 的這一能力在實際應用中也許用得不是很多，但是在其它的程序設計語言中根本就不存在這一特性。例如，Pascal、C 或者 C++ 中就沒有辦法在程序中獲得函數定義相關的信息。（來自Sun）

JavaBean 是 reflection 的實際應用之一，它能讓一些工具可視化的操作軟件組件。這些工具通過 reflection 動態的載入並取得 Java 組件(類) 的屬性。

反射是從1.2就有的，後面的三大框架都會用到反射機制,涉及到類”Class”,無法直接new CLass()，其對象是內存里的一份字節碼.

Class 類的實例表示正在運行的 Java 應用程序中的類和接口。枚舉是一種類，注釋是一種接口。每個數組屬於被映射為 Class 對象的一個類，所有具有相同元素類型和維數的數組都共享該 Class 對象。

基本的 Java類型（boolean、byte、char、short、int、long、float 和 double）和關鍵字 void 也表示為 Class 對象。Class 沒有公共構造方法。

Class 對象是在加載類時由 Java 虛擬機以及通過調用類加載器中的 defineClass 方法自動構造的。

Person p1 = new Person();

//下面的這三種方式都可以得到字節碼

CLass c1 = Date.class();

p1.getClass();

//若存在則加載，否則新建,往往使用第三種,類的名字在寫源程序時不需要知道，到運行時再傳遞過來

Class.forName(“java.lang.String”);

Class.forName()字節碼已經加載到java虛擬機中，去得到字節碼；java虛擬機中還沒有生成字節碼 用類加載器進行加載，加載的字節碼緩衝到虛擬機中。　

另外，大家可以關注微信公眾號Java技術棧回復：JVM，獲取我整理的系列JVM教程，都是乾貨。

考慮下面這個簡單的例子，讓我們看看 reflection 是如何工作的。

import java.lang.reflect.*;

public class DumpMethods {

public static void main(String args[]) {

try {

Class c = Class.forName(“java.util.Stack”);

Method m[] = c.getDeclaredMethods();

for (int i = 0; i m.length; i++)

System.out.println(m[i].toString());

}

catch (Throwable e){

System.err.println(e);

}

}

}

public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.pop()

public java.lang.Object java.util.Stack.push(java.lang.Object)

public boolean java.util.Stack.empty()

public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.peek()

public synchronized int java.util.Stack.search(java.lang.Object)

這樣就列出了java.util.Stack 類的各方法名以及它們的限制符和返回類型。這個程序使用 Class.forName 載入指定的類，然後調用 getDeclaredMethods 來獲取這個類中定義了的方法列表。java.lang.reflect.Methods 是用來描述某個類中單個方法的一個類。

以下示例使用 Class 對象來顯示對象的類名：

void printClassName(Object obj) {

System.out.println(“The class of ” + obj +

” is ” + obj.getClass().getName());

}

還可以使用一個類字面值（JLS Section 15.8.2）來獲取指定類型（或 void）的 Class 對象。例如：

System.out.println(“The name of class Foo is: “+Foo.class.getName());

在沒有對象實例的時候，主要有兩種辦法。

//獲得類類型的兩種方式

Class cls1 = Role.class;

Class cls2 = Class.forName(“yui.Role”);

注意第二種方式中，forName中的參數一定是完整的類名（包名+類名），並且這個方法需要捕獲異常。現在得到cls1就可以創建一個Role類的實例了，利用Class的newInstance方法相當於調用類的默認的構造器。

Object o = cls1.newInstance();

//創建一個實例

//Object o1 = new Role(); //與上面的方法等價

JAVA動態代理設計原理及如何實現

ava動態代理機制的出現，使得Java開發人員不用手工編寫代理類，只要簡單地制定一組接口及委託類對象，便能動態地獲得代理類。代理類會負責將所有的方法調用分配到委託對象上反射執行，配置執行過程中，開發人員還可以進行修改

代理設計模式

代理是一種常用的設計模式，其目的就是為其他對象提供一個代理以控制對某個對象的訪問。代理類負責為委託類預處理消息、過濾消息並轉發消息，以及進行消息被委託類執行後的後續處理。

1.

為了保持行為的一致性，代理類和委託類通常會實現相同的接口

2.

引入代理能夠控制對委託對象的直接訪問，可以很好的隱藏和保護委託對象，也更加具有靈活性

相關的類和接口

要了解

Java

動態代理的機制，首先需要了解以下相關的類或接口：

1.

java.lang.reflect.Proxy：這是

Java

動態代理機制的主類，它提供了一組靜態方法來為一組接口動態地生成代理類及其對象

2.

java.lang.reflect.InvocationHandler：這是調用處理器接口，它自定義了一個invoke方法，用於幾種處理在動態代理類對象上的方法調用。通常在該方法中實現對委託類的代理訪問。

3.

java.lang.ClassLoader：Proxy

靜態方法生成動態代理類同樣需要通過類裝載器來進行裝載才能使用，它與普通類的唯一區別就是其字節碼是由

JVM

在運行時動態生成的而非預存在於任何一個.class

文件中。

代理機制及其特點

首先讓我們來了解一下如何使用

Java

動態代理。具體有如下四步驟：

1.

通過實現

InvocationHandler

接口創建自己的調用處理器;

2.

通過為

Proxy

類指定

ClassLoader

對象和一組

interface

來創建動態代理類;

3.

通過反射機制獲得動態代理類的構造函數，其唯一參數類型是調用處理器接口類型;

4.

通過構造函數創建動態代理類實例，構造時調用處理器對象作為參數被傳入。