设计模式之动态代理

之前写了一篇代理模式的文章，同时介绍了使用代理模式的好处，但是那种代理模式也存在一定的弊端：代理类和被代理类紧紧的耦合在一起了，一个代理类只能为一个代理类服务。这种显然是不愿意看到的，下面用一个例子介绍一下Java的动态代理和深入分析一下Java的动态代理。
被代理对象接口

package com.yf.designpattern.proxy.dynamicproxy;

public interface Dog {
	public void info();

	public void run();
}

被代理对象

package com.yf.designpattern.proxy.dynamicproxy;

public class GunDog implements Dog {

	@Override
	public void info() {
		System.out.println("This is gun dog!!!");

	}

	@Override
	public void run() {
		System.out.println("The gun dog is running!!!");

	}

}
 

下面定义一个类似拦截器的类，该类的作用是对被代理类的功能增强，比如记录日志等其他功能

package com.yf.designpattern.proxy.dynamicproxy;

public class TxUtil {
	public void beginTx() {
		System.out.println("=======The transaction is begining========");
	}
	public void endTx(){
		System.out.println("=======The transaction is ending========");
	}
}
 

下面定义了一个织入类，该类实现了InvocationHandler接口（后面可以看到，该类就是代理类）

package com.yf.designpattern.proxy.dynamicproxy;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;

public class MyInvokationHander implements InvocationHandler {
	private Object target;

	public void setTarget(Object target) {
		this.target = target;
	}

	@Override
	public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
			throws Throwable {
		TxUtil tu = new TxUtil();
		tu.beginTx();
		Object result = method.invoke(target, args);
		tu.endTx();
		return result;
	}

}
 

最后一个就是代理类的工厂类，该类主要产生各种代理类

package com.yf.designpattern.proxy.dynamicproxy;

import java.lang.reflect.Proxy;

public class MyProxyFactory {
	public static Object getProxy(Object target) throws Exception {
		MyInvokationHander myHander = new MyInvokationHander();
		myHander.setTarget(target);
		return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),
				target.getClass().getInterfaces(), myHander);
	}
}
 

最后一个是测试类，用于演示动态代理

package com.yf.designpattern.proxy.dynamicproxy;

public class Test {

	/**
	 * @param args
	 * @throws Exception 
	 */
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		System.out.println("Before Proxy.......");
		Dog target=new GunDog();
		target.info();
		target.run();
		System.out.println("After Proxy.......");
		//get an instance of MyInvokationHander
		Dog dog=(Dog) MyProxyFactory.getProxy(target);
		//MyInvokationHander.invoke
		dog.info();
		//MyInvokationHander.invoke
		dog.run();
		System.out.println(dog.getClass().getName());
	}

}
 

通过执行，输出结果如下：
Before Proxy.......
This is gun dog!!!
The gun dog is running!!!
After Proxy.......
=======The transaction is begining========
This is gun dog!!!
=======The transaction is ending========
=======The transaction is begining========
The gun dog is running!!!
=======The transaction is ending========
$Proxy0
这里我们发现，在GunDog通过代理工厂代理之后，会在每个方法执行之前和执行之后都打印日志，而且更为神奇的是，产生的这个代理类既不是Dog，也不是GunDog，而是一个$Proxy0的东西，这是神马？？下面我们跟随代码一步一步来解答，首先我们的GunDog调用了代理工厂的getProxy 方法（MyProxyFactory.getProxy(target);），这个方法中关键的就是Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),target.getClass().getInterfaces(), myHander); 通过查看JDK的API可知，Proxy是Java自带的动态代理类，而newProxyInstance方法主要作用是产生一个myHander实例，但是这个实例必须继承Proxy，并且实现代理对象的所有接口（target.getClass().getInterfaces()），这里可以看一下JDK源码，
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
  Class<?>[] interfaces,
  InvocationHandler h)
throws IllegalArgumentException
    {
if (h == null) {
    throw new NullPointerException();
}

/*
* Look up or generate the designated proxy class.
*/
Class cl = getProxyClass(loader, interfaces);

/*
* Invoke its constructor with the designated invocation handler.
*/
try {
    Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams);
    return (Object) cons.newInstance(new Object[] { h });
} catch (NoSuchMethodException e) {
    throw new InternalError(e.toString());
} catch (IllegalAccessException e) {
    throw new InternalError(e.toString());
} catch (InstantiationException e) {
    throw new InternalError(e.toString());
} catch (InvocationTargetException e) {
    throw new InternalError(e.toString());
}
}
从这段源代码可知，这个方法确实通过构造方法返回了一个myHander这个实例，通过DEBUG一下Test，发现调用代理工厂之后，那个dog已经不是狗了，而已经成为MyInvokationHander（myHander的对象）了，但是为何它的名字叫“$Proxy0”呢，通过继续查看JDK的Proxy类，发现了如下逻辑：
try {
    String proxyPkg = null; // package to define proxy class in

    /*
     * Record the package of a non-public proxy interface so that the
     * proxy class will be defined in the same package.  Verify that
     * all non-public proxy interfaces are in the same package.
     */
    for (int i = 0; i < interfaces.length; i++) {
int flags = interfaces[i].getModifiers();
if (!Modifier.isPublic(flags)) {
    String name = interfaces[i].getName();
    int n = name.lastIndexOf('.');
    String pkg = ((n == -1) ? "" : name.substring(0, n + 1));
    if (proxyPkg == null) {
proxyPkg = pkg;
    } else if (!pkg.equals(proxyPkg)) {
throw new IllegalArgumentException(
    "non-public interfaces from different packages");
    }
}
    }

    if (proxyPkg == null) { // if no non-public proxy interfaces,
proxyPkg = ""; // use the unnamed package
    }

    {
/*
* Choose a name for the proxy class to generate.
*/
long num;
synchronized (nextUniqueNumberLock) {
    num = nextUniqueNumber++;
}
String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;
这段逻辑就是产生代理类名称的逻辑，proxyClassNamePrefix是Proxy的一个静待常量
  private final static String proxyClassNamePrefix = "$Proxy";由于此处，我们所有类都在一个package中，所以proxyPkg为空，这又是第一个代理类，所以num为0，所以我们产生这个代理类就就叫做“$Proxy0”。
下面又有一个疑问，既然代理工厂产生的是一个叫做$Proxy0的MyInvokationHander实例，那它为什么又回有GunDog的info()和run()方法呢？？
上面已经说了，Proxy 的newProxyInstance方法会要求产生一个实现继承Proxy，实现被代理类实现的所有接口的实例，比如下面：
Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),target.getClass().getInterfaces(), myHander)
它产生的就是一个myHander实例，该实例继承Proxy，实现了target实现的所有接口（target.getClass().getInterfaces()），而通过DEBUG代码发现，每次执行代dog.info();时，代码都会走到MyInvokationHander.invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)方法中。所以我们可以猜测，这个方法Proxy.newProxyInstance其实在内存中产生了这样一个代理类：该代理类有被代理类的所有方法（被代理类肯定已经实现了被代理类实现的接口中的方法），这些方法内部再通过invoke方法调用被代理类的方法（有点绕口）。例如下面就是猜想的，在内存中的代理类：

package com.yf.designpattern.proxy.dynamicproxy;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;

public class MyInvokationHander implements InvocationHandler {
	private Object target;

	public void setTarget(Object target) {
		this.target = target;
	}

	public void info() throws SecurityException, NoSuchMethodException,
			Throwable {
		this.invoke(target, this.target.getClass().getDeclaredMethod("info",
				null), null);
	}

	public void run() throws SecurityException, NoSuchMethodException,
			Throwable {
		this.invoke(target, this.target.getClass().getDeclaredMethod("run",
				null), null);
	}

	@Override
	public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
			throws Throwable {
		TxUtil tu = new TxUtil();
		tu.beginTx();
		Object result = method.invoke(target, args);
		tu.endTx();
		return result;
	}

} 

当然这是本人猜测的一个类，实际在内存中并不一定就是上面这个样子。
从上面可以看出，采用动态代理可以将代理类和进行解耦，代理类已经不再关心被代理类时什么，它只关心需要给被代理的类增强那些功能。
总结：使用动态代理的一般步骤如下：
1、 创建代理类，代理类需要实现InvocationHandler接口；
2、 创建代理类工厂（也可以不创建），该工厂通过Proxy.newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h) throws IllegalArgumentException方法创建代理对象（也可以通过Proxy.getProxyClass(loader, interfaces).getConstructor(new Class[] { InvocationHandler.class }).newInstance(new Object[] { handler });）方法创建）；
3、 将被代理对象传给代理类和代理类工厂即可。
附件中是JDK的部分源码和例子的中源代码