Java动态代理机制的出现,使得Java开发人员不用手工编写代理类,只要简单地指定一组接口及委托类对象,便能动态地获得代理类,这是一套非常灵活有弹性的代理框架。
代理:设计模式
代理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。
为了保持行为的一致性,代理类和委托类通常会实现相同的接口,所以在访问者看来两者没有丝毫的区别。通过代理类这中间一层,能有效控制对委托类对象的直接访问,也可以很好地隐藏和保护委托类对象,同时也为实施不同控制策略预留了空间,从而在设计上获得了更大的灵活性。Java动态代理机制以巧妙的方式近乎完美地实践了代理模式的设计理念。
相关的类和接口
要了解Java动态代理的机制,首先需要了解以下相关的类或接口:java.lang.reflect.Proxy:这是Java动态代理机制的主类,它提供了一组静态方法来为一组接口动态地生成代理类及其对象。
1.清单1.Proxy的静态方法
2.//方法1:该方法用于获取指定代理对象所关联的调用处理器
3.staticInvocationHandlergetInvocationHandler(Objectproxy)
4.//方法2:该方法用于获取关联于指定类装载器和一组接口的动态代理类的类对象
5.staticClassgetProxyClass(ClassLoaderloader,Class[]interfaces)
6.//方法3:该方法用于判断指定类对象是否是一个动态代理类
7.staticbooleanisProxyClass(Classcl)
8.//方法4:该方法用于为指定类装载器、一组接口及调用处理器生成动态代理类实例
9.staticObjectnewProxyInstance(ClassLoaderloader,Class[]interfaces,
10.InvocationHandlerh)
java.lang.reflect.InvocationHandler:这是调用处理器接口,它自定义了一个invoke方法,用于集中处理在动态代理类对象上的方法调用,通常在该方法中实现对委托类的代理访问。
11.清单2.InvocationHandler的核心方法
12.//该方法负责集中处理动态代理类上的所有方法调用。第一个参数既是代理类实例,第二个参数是被调用的方法对象
13.//第三个方法是调用参数。调用处理器根据这三个参数进行预处理或分派到委托类实例上发射执行
14.Objectinvoke(Objectproxy,Methodmethod,Object[]args)
每次生成动态代理类对象时都需要指定一个实现了该接口的调用处理器对象(参见Proxy静态方法4的第三个参数)。 java.lang.ClassLoader:这是类装载器类,负责将类的字节码装载到Java虚拟机(JVM)中并为其定义类对象,然后该类才能被使用。Proxy静态方法生成动态代理类同样需要通过类装载器来进行装载才能使用,它与普通类的唯一区别就是其字节码是由JVM在运行时动态生成的而非预存在于任何一个.class文件中。
每次生成动态代理类对象时都需要指定一个类装载器对象(参见Proxy静态方法4的第一个参数)
代理机制及其特点
首先让我们来了解一下如何使用Java动态代理。具体有如下四步骤:
1.通过实现InvocationHandler接口创建自己的调用处理器;
2.通过为Proxy类指定ClassLoader对象和一组interface来创建动态代理类;
3.通过反射机制获得动态代理类的构造函数,其唯一参数类型是调用处理器接口类型;
4.通过构造函数创建动态代理类实例,构造时调用处理器对象作为参数被传入。
15.清单3.动态代理对象创建过程
16.//InvocationHandlerImpl实现了InvocationHandler接口,并能实现方法调用从代理类到委托类的分派转发
17.//其内部通常包含指向委托类实例的引用,用于真正执行分派转发过来的方法调用
18.InvocationHandlerhandler=newInvocationHandlerImpl(..);
19.//通过Proxy为包括Interface接口在内的一组接口动态创建代理类的类对象
20.Classclazz=Proxy.getProxyClass(classLoader,newClass[]{Interface.class,...});
21.//通过反射从生成的类对象获得构造函数对象
22.Constructorconstructor=clazz.getConstructor(newClass[]{InvocationHandler.class});
23.//通过构造函数对象创建动态代理类实例
24.InterfaceProxy=(Interface)constructor.newInstance(newObject[]{handler});
实际使用过程更加简单,因为Proxy的静态方法newProxyInstance已经为我们封装了步骤2到步骤4的过程,所以简化后的过程如下:
25.清单4.简化的动态代理对象创建过程
26.//InvocationHandlerImpl实现了InvocationHandler接口,并能实现方法调用从代理类到委托类的分派转发
27.InvocationHandlerhandler=newInvocationHandlerImpl(..);
28.//通过Proxy直接创建动态代理类实例
29.Interfaceproxy=(Interface)Proxy.newProxyInstance(classLoader,
30.newClass[]{Interface.class},
31.handler);
接下来让我们来了解一下Java动态代理机制的一些特点。首先是动态生成的代理类本身的一些特点。
1)包:如果所代理的接口都是public的,那么它将被定义在顶层包(即包路径为空),如果所代理的接口中有非public的接口(因为接口不能被定义为protect或private,所以除public之外就是默认的package访问级别),那么它将被定义在该接口所在包(假设代理了 com.ibm.developerworks包中的某非public接口A,那么新生成的代理类所在的包就是 com.ibm.developerworks),这样设计的目的是为了最大程度的保证动态代理类不会因为包管理的问题而无法被成功定义并访问;
2)类修饰符:该代理类具有final和public修饰符,意味着它可以被所有的类访问,但是不能被再度继承;
3)类名:格式是“$ProxyN”,其中N是一个逐一递增的阿拉伯数字,代表Proxy类第N次生成的动态代理类,值得注意的一点是,并不是每次调用Proxy的静态方法创建动态代理类都会使得N值增加,原因是如果对同一组接口(包括接口排列的顺序相同)试图重复创建动态代理类,它会很聪明地返回先前已经创建好的代理类的类对象,而不会再尝试去创建一个全新的代理类,这样可以节省不必要的代码重复生成,提高了代理类的创建效